Was ist die Einheit der Radioaktivität – Aktivität – Definition

Einheiten der Radioaktivität

Wie bereits geschrieben, ist Radioaktivität (Aktivität bestimmter Radionuklide) der Vorgang, bei dem ein instabiler Kern spontan und zufällig zerfällt , um einen anderen Kern (oder einen anderen Energiezustand – Gammazerfall) zu bilden, wobei Strahlung in Form atomarer Teilchen oder hoher Teilchen abgegeben wird Energiestrahlen. Dieser Abfall tritt mit einer konstanten, vorhersagbaren Rate auf, die als Abfallkonstante bezeichnet wird. Demzufolge basiert ein Maß für die Radioaktivität auf der Zählung der Zerfälle pro Sekunde. Die Aktivität hängt nur von der Anzahl der Zerfälle pro Sekunde ab, nicht von der Art des Zerfalls, der Energie der Zerfallsprodukte oder den biologischen Auswirkungen der Strahlung. Es kann verwendet werden, um die Emissionsrate ionisierender Strahlung zu charakterisieren.

Radioaktivitätseinheiten (Curie und Becquerel) können auch verwendet werden, um die Gesamtmenge der kontrollierten oder zufälligen Freisetzung radioaktiver Atome zu charakterisieren . Da die Wahrscheinlichkeit des Zerfalls eine feste physikalische Größe ist, zerfällt für eine bekannte Anzahl von Atomen eines bestimmten Radionuklids eine vorhersagbare Anzahl in einer bestimmten Zeit. Beispielsweise betrugen nach Angaben der japanischen Nuklearsicherheitskommission (NSC) die während des Unfalls von Fukushima Daiichi zwischen dem 11. März und dem 5. April freigesetzten Gesamtaktivitätsmengen für Jod-131 etwa 130 PBq (Petabecquerel, 3,5 Megacuries) und für Cäsium 11 PBq -137.

Laut UNSCEAR wurden von 1998 bis 2002 die weltweiten jährlichen durchschnittlichen Freisetzungen von Tritium aus kerntechnischen Anlagen in die Atmosphäre und in die wässrige Umgebung auf 11,7 PBq bzw. 16,0 PBq geschätzt. Beachten Sie, dass Tritium energiearme Beta-Partikel mit einer geringen Reichweite im Körpergewebe abgibt und daher eine Gefahr für die Gesundheit darstellt, wenn es nur nach Einnahme von Trinkwasser oder Lebensmitteln oder nach Einatmen oder Absorption durch die Haut von innen exponiert wird. Laut ICRP beträgt eine biologische Halbwertszeit von Tritium 10 Tage für HTO und 40 Tage für OBT (organisch gebundenes Tritium), das im Körper von Erwachsenen aus HTO gebildet wird.

Siehe auch: QUELLEN, WIRKUNGEN UND RISIKEN VON IONISIERENDER STRAHLUNG, UNSCEAR 2016, ISBN: 978-92-1-142316-7.

In der Vergangenheit war die ursprüngliche Einheit zur Messung der Radioaktivitätsmenge der Curie (Symbol Ci), eine Nicht-SI-Einheit der Radioaktivität, die 1910 definiert wurde. Die SI-Einheit zur Messung der Radioaktivitätsmenge ist das Becquerel (Symbol Bq). Der Becquerel ist nach Henri Becquerel benannt. Rutherford (Symbol Rd) ist auch eine Nicht-SI-Einheit, die als Aktivität einer Menge radioaktiven Materials definiert ist, bei der eine Million Kerne pro Sekunde zerfallen. Dieses Gerät wurde im Jahr 1946 eingeführt, aber nach der Einführung des Becquerel im Jahr 1975 wurde die Rutherford veraltet.

Beispiel – Berechnung der Radioaktivität

Eine Materialprobe enthält 1 Mikrogramm Jod-131. Es ist zu beachten, dass Iod-131 eine wichtige Rolle als radioaktives Isotop in Kernspaltungsprodukten spielt und einen wesentlichen 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.