放射性活度与贝可勒尔
放射性活度表示单位时间内发生多少次核转变。SI 单位是贝可勒尔:1 Bq = 每秒 1 次核转变。活度属于放射源本身,它不是探测器计数率,也不是吸收剂量或生物效应。
活度就是衰变速率
若有 N 个不稳定原子核,每个核的衰变常数为 λ,则期望活度为 A=λN。母体数量按指数规律减少时,活度也以相同因子降低。
活度计算器
贝可勒尔不是能量单位
两个源可以具有相同活度,却每次衰变释放完全不同的粒子或光子能量。反过来,某些长寿命核素即使活度不高,也可能长期可探测。
因此 Bq 只回答“每秒发生多少次核转变”,不回答每次转变释放多少能量,更不能单独描述人体吸收了多少。
为什么计数率不等于活度
探测器通常只记录源发出辐射的一部分。立体角、距离、材料吸收、探测效率、能量阈值和本底都会改变计数率。
把计数率换算成源活度需要校准模型;把“10000 Bq”直接等同于“10000 counts/s”是概念错误。
活度、半衰期与核素数量相互联系
因为 λ=ln2/T½,在 N 相同时,半衰期更短的核素活度更高。若比较不同核素的相同质量,还必须先由摩尔质量和阿伏伽德罗常数换算成核数 N。
所以仅知道质量不足以推断活度,还必须知道具体核素及其半衰期。
例题
1. 把核转变数换成贝可勒尔
解答
60 s 内发生 2400 次核转变,平均活度为 2400/60 = 40 Bq。
2. 使用 A=λN
解答
N=5.0×10⁸、λ=2.0×10⁻⁴ s⁻¹,则 A=λN=1.0×10⁵ Bq。
3. 区分活度与计数
解答
10 kBq 的放射源并不保证探测器显示 10000 counts/s;几何、吸收、效率和本底都会改变实际计数率。