Aktywność promieniotwórcza

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

Własności

Z powyższej definicji wynika, że w przypadku grupy N₀ atomów scharakteryzowanych stałą rozpadu λ 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 A₀ 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.

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. 5 000	238U
Ciało człowieka, 70 kg	ok. 7 000	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.

Bibliografia

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