Becquerel | |
Informasjon | |
---|---|
System | Enheter avledet fra det internasjonale systemet |
Enhet av… | Aktivitet (radioaktiv) |
Symbol | Bq |
Eponym | Henri becquerel |
Konverteringer | |
1 Bq i ... | er lik... |
SI-enheter | 1 s −1 |
Den Becquerel (symbol: Bq ) er den enhet avledet fra den SI-systemet (SI) for aktiviteten av en bestemt mengde av radioaktivt materiale , det vil si antallet av svekninger som forekommer i den per sekund. Det er homogent til det omvendte av det andre (s −1 ).
Becquerel ble kåret til ære for fysikeren Henri Becquerel , oppdageren av radioaktivitet .
Den gamle enheten for radioaktivitet var curie (Ci). Forholdet mellom de to enhetene er som følger: 1 Ci = 3,7 × 10 10 Bq = 37 G Bq , og omvendt 1 Bq ≈ 27 × 10 −12 Ci = 27 p Ci .
Den aktivitet i becquerels av N- radioaktive atomer av halveringstiden er:
.En masse av en isotop av molær masse inneholder mol, derfor kjerner, og har derfor en aktivitet:
,med = 6,022 141 79 (30) × 10 23 mol −1 ( Avogadro konstant ), i gram, g / mol og sekunder.
For eksempel for et gram på 226 Ra, med en halveringstid på 1600 år (dvs. 1600 × 365 × 24 × 3600 ≈ 5,05 × 10 10 s ) og atommasse 226:
Den spesifikke aktiviteten til radium 226 er derfor 36,6 GBq / g .
Ved å avrunde finner vi også verdien av curie , som hadde blitt definert som radioaktiviteten til ett gram radium. Curie blir fortsatt brukt i kjernefysisk industri, fordi det er en enhet som er ganske godt tilpasset høye radioaktiviteter.
Hvis en prøve er sammensatt av et element som bare visse isotoper er radioaktive, må den isotopiske sammensetningen av prøven tas i betraktning . Typisk, tar hensyn til dets isotoper , 1 g naturlig kalium inneholder 1,17 x 10 -4 gram 40 K , molekylvekt 39,963 g / mol (alle andre isotoper er stabile) og halveringstiden t halvdel = 1,248 x 10 9 år, eller 3,938 × 10 16 sekunder. Aktiviteten til ett gram naturlig kalium er derfor verdt:
Hvis et materiale inneholder forskjellige radioaktive isotoper, blir deres respektive aktiviteter lagt til for å gi totalaktiviteten til prøven som er vurdert.
Som vi har sett, har en masse m av et radioaktivt element en radioaktivitet A uttrykt i Bq. Det hender ofte at det omvendte forholdet brukes i kjernefeltet: starter fra en aktivitet A i Bq, og kjenner til de involverte isotopene, kan vi utlede massen m av et gitt element. Ved metonymi skjer det ofte at vi kvantifiserer en masse av et element i becquerels.
For eksempel ble mengden cesium 137 spredt i miljøet under atomulykken i Goiânia i 1987 estimert til 7 TBq . Denne isotopen har en spesifikk aktivitet på 3,204 TBq / g . Mengden søl cesium tilsvarer derfor ca. 2,2 g .
Denne vanlige metonymien er delvis forklart av involverte målinger: vi skal ikke veie elementene for å oppnå massen, vi måler radioaktiviteten de avgir for å oppdage dem. På samme måte måler vi radon (naturlig radon, derfor overveldende isotopen 222 ) i atmosfæren i Bq per kubikkmeter luft. Radonkonsentrasjonen i uteluft varierer vanligvis mellom 10 og 30 Bq / m 3 , dvs. en massekonsentrasjon på 1,7 til 5,2 fg / m 3 . Denne størrelsesorden (femtogram, fg) er vanskelig å forstå som en masse, noe som også bidrar til å forklare den utbredte bruken av Bq og Bq / m 3 som et mål på en mengde radioaktivt materiale.
Becquerel (uten annen enhet) karakteriserer aktiviteten til en global kilde:
Becquerel per gram (eller per kilo) karakteriserer det totale innholdet av radioaktive elementer:
Becquerel per kvadratmeter brukes til å karakterisere overflateforurensning: kontakt med en radioaktiv væske eller atomnedfall .
Aktiviteten uttrykt i becquerel teller bare et antall hendelser per sekund, den farlige naturen eller ikke av denne aktiviteten avhenger sterkt av energien og naturen til partiklene som slippes ut.
I tillegg avhenger effekten på helse av måten man blir utsatt for den radioaktive kilden på: enkel eksponering, innånding, svelging ... Til slutt, i tilfelle innånding eller svelging, avhenger effekten av kroppens radiotoksisitet , relatert til måten den metaboliseres på.
Energien som deponeres av stråling i materie måles i grått , mens effekten av stråling på kroppen måles av sievert (homogen til den grå og vektet av farligheten av typen stråling og muligens av følsomheten til vevene som anses som ). For eksempel, som vi har sett, er menneskekroppen i seg selv svakt radioaktiv på grunn av kalium 40 som er tilstede i humane vev. Denne aktiviteten på ca. 4500 Bq genererer en årlig eksponering på rundt 390 µSv.
Dosen D tilnærmet mottatt på åtte timer av en menneskekropp i en avstand på en meter fra en punktkilde for gammastråling av aktivitet A (uttrykt i Bq) og energi E (uttrykt i MeV) er omtrent D = 10 −9 AE ( mGy).
Forskjellen mellom de forskjellige typer stråling forklarer delvis at sikkerhetsstandardene kan avhenge av de involverte isotopene: Fransk lov tillater således utslipp av tritium, som er en lavenergi beta-emitter, i konsentrasjoner (i Bq / L) 100 ganger høyere enn andre radionuklider.
For et gitt radionuklid og under kjente eksponeringsforhold, kan vi koble aktivitet i becquerels og dose mottatt i sieverts: for eksempel er den engasjerte dosen over 50 år (den effektive dosen mottatt av menneskekroppen som har inkorporert radium) for radium 226 0,52 µSv Bq −1 i tilfelle inntak av et hetteglass med radium ti år (derfor i likevekt med etterkommerne). Dette er et relativt likt eksempel på tilfelle av radithorforgiftning av Eben Byers , som døde i 1932 av å konsumere rundt 40 MBq radium på få år, og utsatte seg for rundt 350 Sv (kumulative effekter). På den annen side gjør en enkelt eksponering for den samme aktiviteten til det samme nuklidet, kort og uten inkorporering (ingen innånding eller inntak, for eksempel å holde en tett lukket flaske med en løsning som inneholder 40 MBq radium 226 i noen minutter). ikke utgjøre en helsefare (eksponering på rundt 5 µSv).
Uansett om du kjenner til radionuklidene og eksponeringsforholdene, tillater ikke aktiviteten gitt i becquerels alene noen konklusjon om den mulige faren ved denne eksponeringen.