O que é Rutherford – Unidade de radioatividade – Definição

A unidade original para medir a quantidade de radioatividade era o curie (símbolo Ci), que é uma unidade de radioatividade não SI definida em 1910. Rutherford (símbolo Rd ) também é uma unidade não SI definida como a atividade de uma quantidade de material radioativo no qual um milhão de núcleos decai por segundo . Esta unidade foi introduzida em 1946, mas após a introdução do becquerel em 1975, o rutherford tornou-se obsoleto.

Atualmente, um rutherford é equivalente a um megabecquerel :

1Rd = 1 x 10 ⁶ Bq = 1 MBq

Um rutherford é uma quantidade bastante grande de atividades. O corpo humano típico contém aproximadamente 0,0037 Rd (14 mg) de potássio-40 que ocorre naturalmente. Além disso, um corpo humano contendo 16 kg de carbono também teria cerca de 0,0037 Rd de carbono-14 (24 nanogramas).

Rutherford – Exemplos

A relação entre a meia-vida e a quantidade de um radionuclídeo necessária para gerar uma atividade de um rutherford é mostrada na figura. Essa quantidade de material pode ser calculada usando λ, que é a constante de decaimento de determinado nuclídeo:

A figura a seguir ilustra a quantidade de material necessário para 37 kilorutherford de radioatividade. É óbvio que quanto maior a meia-vida, maior a quantidade de radionuclídeo necessária para produzir a mesma atividade. Evidentemente, a substância de vida mais longa permanecerá radioativa por muito mais tempo. Como pode ser visto, a quantidade de material necessário para 37 kRd de radioatividade pode variar de uma quantidade muito pequena para ser vista (0,00088 grama de cobalto-60), através de 1 grama de rádio-226, e quase três toneladas de urânio-238 .

Exemplo – Cálculo de Radioatividade

Uma amostra de material contém 1 micrograma de iodo-131. Observe que o iodo-131 desempenha um papel importante como isótopo radioativo presente nos produtos de fissão nuclear e é um dos principais contribuintes para os riscos à saúde quando liberado na atmosfera durante um acidente. O iodo-131 tem uma meia-vida de 8,02 dias.

Calcular:

1. O número de átomos de iodo-131 inicialmente presentes.
2. A atividade do iodo-131 nos curies.
3. O número de átomos de iodo-131 que permanecerá em 50 dias.
4. O tempo necessário para a atividade atingir 0,1 mCi.

Solução:

1. O número de átomos de iodo-131 pode ser determinado usando a massa isotópica como abaixo.

N _-131 = m _I-131 . N _A / H _I-131

NI _-131 = (1 μg) x (6,02 × 10 ²³ núcleos / mol) / (130,91 g / mol)

NI _-131 = 4,6 x 10 ¹⁵ núcleos

2. A atividade do iodo-131 em curies pode ser determinada usando sua constante de decaimento :

O iodo-131 tem meia-vida de 8,02 dias (692928 seg) e, portanto, sua constante de decaimento é:

Usando esse valor para a constante de decaimento, podemos determinar a atividade da amostra:

3) e 4) O número de átomos de iodo-131 que permanecerá em 50 dias (N _50d ) e o tempo necessário para a atividade atingir 0,1 mCi podem ser calculados usando a lei de decaimento:

Como pode ser visto, após 50 dias o número de átomos de iodo-131 e, portanto, a atividade será cerca de 75 vezes menor. Após 82 dias, a atividade será aproximadamente 1200 vezes menor. Portanto, o tempo de dez meias-vidas (fator 2 ¹⁰ = 1024) é amplamente utilizado para definir a atividade residual.