Единицы измерения активности и величин, характеризующих поля ионизирующего излучения

Постановлением Госстандарта от 8 февраля 1984 г. утверждены «Методические указания РД 50–454–84; внедрение и применение ГОСТ 8.417–81 «ГСИ. Единицы физических величин в области ионизирующих излучений».

Наряду с Международной системой единиц используются внесистемные единицы активности и дозовые характеристики полей ионизирующих излучений.

Употребляемое количество радиоактивных веществ принято выражать не в единицах массы, а в единицах активности радионуклида. Объясняется это следующими причинами: если количество применяемых радиоактивных веществ очень мало, измерение их массы часто представляет большие трудности; препараты обычно находятся в запаянных ампулах и не могут быть извлечены без серьезных затруднений; радиоактивные вещества часто используют в смеси с нерадиоактивными; одинаковые количества разных веществ обычно обладают различной активностью, которая со временем уменьшается.

Активность радионуклида в источнике – отношение числа dN_o спонтанных ядерных переходов из определенного ядерно-энергетического состояния радионуклида, происходящих в данном его количестве за интервал времени dt, к этому интервалу:

(1.18)

Самопроизвольное ядерное превращение называют радиоактивным распадом.

За единицу активности радионуклида в источнике в СИ принимают Беккерель (Бк). (Антуан Анри Беккерель (1852-1908)–французский физик, открыл радиоактивность солей урана.)

Беккерель равен активности нуклида в радиоактивном источнике, в котором за время 1 с происходит один спонтанный переход из определенного ядерно-энергетического состояния этого радионуклида.

Применяют также дольные и кратные единицы мкБк, мБк, сБк, КБк, МБк и др.

Внесистемная единица активности – Кюри (Ки).

(Пьер Кюри (1859—1906) и Мария Склодовская-Кюри (1867 – 1934) – французские физики, открывшие радиоактивность полония и радия).

Кюри – это единица активности радионуклида в источнике, равная активности нуклида, в котором происходит 3,7´10¹⁰ актов распада в 1 с (активность 1 г ²²⁶Ra приближенно равна 1 Ки).

Внесистемная единица активности кюри связана с Беккерелем следующим образом:

1Ки = 3,7 ´ 10¹⁰ расп./с = 3,7 ´ 10¹⁰ Бк;

1Бк = 2,7 ´ 10^–11 Ки.

В радиометрии применяются удельная Q_m (Бк/кг), объемная Q_v (Бк/м³), молярная Q_mol (Бк/моль) и поверхностная Q_s (Бк/м²) активности источников.

Между активностью (Бк) и массой радиоактивных веществ (г) существует определенная связь.

Если во взятом количестве радиоактивного вещества будет происходить в каждую секунду Q распадов, то общее число атомов N, дающее эту активность, будет равно активности вещества, деленной на постоянную распада λ, с^-1, т. е. N = Q/λ:

(1.19)

Общее количество радиоактивного вещества в граммах т, дающего активность вещества Q = 1 Бк, равно:

(1.20)

где:

А – атомная масса данного радионуклида, г;

Lo = 6,02 ´ 1023 (моль)^-1 – число Авогадро;

A/L_o – масса одного атома.

Подставляя данные, получаем массу вещества (г) активностью Q (Бк):

(1.21)

Активность Q (Бк) любого радионуклида массой m (г) равна:

(1.22)

Пример

Определить массу 1 Бк ²¹⁰Ро (T_1/2 = 138 сут., A = 210).