Was ist Becquerel – Einheit der Radioaktivität – Definition

Die SI-Einheit zur Messung der Radioaktivitätsmenge ist das Becquerel (Symbol Bq ). Das Becquerel ist nach Henri Becquerel benannt, einem französischen Physiker, der 1896 die Radioaktivität entdeckte. Ein Becquerel (1Bq) entspricht 1 Zerfall pro Sekunde .

Eine ältere Einheit der Radioaktivität ist der Curie. Der Curie wurde ursprünglich als äquivalent zur Anzahl der Zerfälle definiert, die ein Gramm Radium-226 in einer Sekunde durchmachen wird. Derzeit wird eine Kurie mit Becquerel als 1 Ci definiert = 3,7 x 10 ¹⁰ Zerfälle pro Sekunde. Deshalb

1Ci = 3,7 × 10 ¹⁰ Bq = 37 GBq

Ein Becquerel ist sehr wenig Aktivität. Der typische menschliche Körper enthält ungefähr 3,7 kBq (14 mg) natürlich vorkommendes Kalium-40. Ein menschlicher Körper, der 16 kg Kohlenstoff enthält, würde ebenfalls etwa 3,7 kBq Kohlenstoff-14 (24 Nanogramm) aufweisen. Aktivitäten, die in einem Kernkraftwerk gemessen werden (mit Ausnahme von bestrahlten Brennelementen), weisen normalerweise eine höhere Aktivität auf als Becquerel, und die folgenden Vielfachen werden häufig verwendet:

1 kBq (Kilobecquerel) = 1E3 Bq

1 MBq (Megabecquerel) = 1E6 Bq

1 GBq (Gigabecquerel) = 1E9 Bq

1 TBq (Terabecquerel) = 1E12 Bq

Becquerel – Beispiele

Die Beziehung zwischen der Halbwertszeit und der Menge eines Radionuklids, die erforderlich ist, um eine Aktivität von 37 GBq (1 Ci) zu ergeben, ist in der Abbildung dargestellt. Diese Materialmenge kann mit λ berechnet werden, was die Zerfallskonstante eines bestimmten Nuklids ist:

Die folgende Abbildung zeigt die Materialmenge, die für 37 GBq Radioaktivität erforderlich ist. Es ist offensichtlich, dass je länger die Halbwertszeit ist, desto mehr Radionuklid wird benötigt, um die gleiche Aktivität zu erzeugen. Natürlich bleibt die länger lebende Substanz viel länger radioaktiv. Wie zu sehen ist, kann die für 37 GBq Radioaktivität erforderliche Materialmenge von einer zu geringen Menge (0,00088 g Cobalt-60) über 1 g Radium-226 bis zu fast drei Tonnen Uran-238 variieren .

Beispiel – Berechnung der Radioaktivität

Eine Materialprobe enthält 1 Mikrogramm Jod-131. Beachten Sie, dass Jod-131 eine wichtige Rolle als radioaktives Isotop in Kernspaltungsprodukten spielt und einen wichtigen Beitrag zu den Gesundheitsgefahren leistet, wenn es während eines Unfalls in die Atmosphäre freigesetzt wird. Jod-131 hat eine Halbwertszeit von 8,02 Tagen.

Berechnung:

1. Die Anzahl der anfänglich vorhandenen Iod-131-Atome.
2. Die Aktivität des Iod-131 in Curies.
3. Die Anzahl der Iod-131-Atome, die in 50 Tagen verbleiben.
4. Die Zeit, die die Aktivität benötigt, um 0,1 mCi zu erreichen.

Lösung:

1. Die Anzahl der Atome von Iod-131 kann unter Verwendung der Isotopenmasse wie folgt bestimmt werden.

N _I-131 = m _I-131 . N _A / M _I-131

N _I-131 = (1 & mgr; g ) x (6,02 × 10 ²³ Kerne / mol) / (130,91 g / mol)

N _I-131 = 4,6 × 10 ¹⁵ Kerne

2. Die Aktivität des Iod-131 in Curies kann anhand seiner Zerfallskonstante bestimmt werden :

Das Jod-131 hat eine Halbwertszeit von 8,02 Tagen (692928 Sekunden) und daher ist seine Zerfallskonstante:

Mit diesem Wert für die Abklingkonstante können wir die Aktivität der Probe bestimmen:

3) und 4) Die Anzahl der Iod-131-Atome, die in 50 Tagen verbleiben (N _50d ), und die Zeit, die die Aktivität benötigt, um 0,1 mCi zu erreichen, können unter Verwendung des Zerfallsgesetzes berechnet werden:

Wie zu sehen ist, wird nach 50 Tagen die Anzahl der Iod-131-Atome und damit die Aktivität etwa 75-mal geringer sein. Nach 82 Tagen ist die Aktivität ungefähr 1200-mal geringer. Daher wird die Zeit von zehn Halbwertszeiten (Faktor 2 ¹⁰ = 1024) häufig verwendet, um die Restaktivität zu definieren.