Aktywność promieniotwórcza

Aktywność promieniotwórcza – wielkość fizyczna równa szybkości rozpadu promieniotwórczego jąder atomowych danej próbki.

Własności

Z powyższej definicji wynika, że w przypadku grupy $N_{0}$ atomów scharakteryzowanych stałą rozpadu $\lambda$ aktywność tych atomów jest proporcjonalna do aktualnej liczby jąder:

A(t)=\left|{\frac {dN(t)}{dt}}\right|=-{\frac {dN(t)}{dt}}=-{\frac {dN_{0}e^{-\lambda t}}{dt}}=\lambda N_{0}e^{-\lambda t}=\lambda N(t),

gdzie: $N(t)$ – liczba jąder radionuklidu w chwili $t.$ Zanik aktywności opisuje wyrażenie wykładnicze (przedostatnie z linijki powyżej):

A(t)=\lambda N_{0}e^{-\lambda t}=A_{0}e^{-\lambda t},

gdzie $A_{0}$ jest aktywnością w momencie początkowym.

Aktywność nie zależy od prostych procesów fizycznych czy chemicznych jak zmiany temperatury, ciśnienia czy reakcje chemiczne.

Jednostki

Jednostką aktywności jest bekerel, Bq:

1 Bq = 1 rozpad / 1 s

Popularną i historyczną jednostką pozaukładową jest kiur (jednostka miary):

1 Ci = 3,7 · 10¹⁰ Bq

1 Ci został zdefiniowany jako aktywność jednego grama radu-226.

Wielkości pochodne

Aktywność przeliczoną na jednostkę masy substancji promieniotwórczej nazywamy aktywnością właściwą. Aktywność właściwą można też wyrażać względem długości (dla źródeł liniowych), powierzchni (dla źródeł płaskich) lub objętości^[1].

Aktywność substancji pozbawionej zanieczyszczeń nazywana jest aktywnością własną^[1].

Zobacz też: aktywność nasycenia

Przykładowe wartości

Materiał, obiekt, wydarzenie	Aktywność [Bq]	Źródło promieniowania Uwagi
Woda pitna, 1 dm³	0,4–40	²²²Rn i produkty jego przemiany
Powietrze w pomieszczeniach mieszkalnych, 1 m³, Polska, 1997	ok. 50	²²²Rn
Żywność, 1 kg suchej masy	100–1000	⁴⁰K, ¹⁴C
Nawozy fosforowe (superfosfat), 1 kg	ok. 5000	²³⁸U
Ciało człowieka, 70 kg	ok. 7000	⁴⁰K, ¹⁴C
Laboratoryjne źródło promieniotwórcze	1 000–100 000	¹³⁷Cs
Ruda uranowa, 1 kg, 0,3% zawartości ²³⁸U	ok. 500 000	²³⁸U
²³⁸U, 1 kg	ok. 10⁷	²³⁸U
Częściowe stopienie reaktora w Three Mile Island, USA, 1979	ok. 10¹²	produkty rozszczepienia
²³⁹Pu, 1 kg	ok. 2·10¹²	²³⁹Pu
⁶⁰Co, 1 kg	ok. 4·10¹⁶	⁶⁰Co
Zniszczenie reaktora w Czarnobylu, Ukraina, 1986	ok. 10¹⁹	przeliczona na dzień katastrofy
Typowy reaktor atomowy	ok. 10²⁰	przy mocy elektrycznej 1 GW
Wybuch bomby wodorowej	ok. 10²³	równoważny milionowi ton trotylu

Aktywność a zagrożenie promieniowaniem

Aktywność nie określa stopnia zagrożenia promieniowaniem jonizującym. Zagrożenie napromieniowaniem zależy od bardzo wielu czynników, jak: rodzaj promieniowania, energia emitowanych cząstek, ich przenikliwości, rodzaju radionuklidu (czy jest metabolizowany czy od razu wydalany z organizmu), sposobu napromieniowania (z wewnątrz czy z zewnątrz), narządu narażonego na promieniowanie.

Przypisy

↑ ^a ^b red. nacz. tomu Jan Zienkiewicz: red. nacz. Heliodor Chmielewski: Encyklopedia Techniki. T. Energia jądrowa. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1970, s. 16, seria: Encyklopedia Techniki.

Bibliografia

Piotr Jaracz: Promieniowanie jonizujące w środowisku człowieka. Fizyka, skutki radiologiczne, społeczeństwo. Warszawa: Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego, 2001. ISBN 83-235-0146-7.

[ET-1] red. nacz. tomu Jan Zienkiewicz: red. nacz. Heliodor Chmielewski: Encyklopedia Techniki. T. Energia jądrowa. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1970, s. 16, seria: Encyklopedia Techniki.

[1]