АКТИВНОСТЬ НУКЛИДА

в радиоактивном источнике - величина, равная отношению общего числа распадов радиоактивных ядер нуклида в источнике ко времени распада. Единица А.н. (в СИ) - беккерель (Бк). Внесистемная ед. - кюри (Ки); 1 Ки = 3,700*10 10 Бк. Применяют также удельную А. н.: 1) массовую А. н., равную отношению А. н. к массе источника (Бк/кг); 2) объёмную А. н., равную отношению А. н. к объёму источника (Бк/м 3); 3) молярную А.н., равную отношению А. н. к кол-ву в-ва источника (Бк/моль).

Большой энциклопедический политехнический словарь . 2004 .

Смотреть что такое "АКТИВНОСТЬ НУКЛИДА" в других словарях:

Активность радионуклида - мера радиоактивности (далее А.). Для определенного количества радионуклида в определенном энергетическом состоянии в заданный момент времени А. определяется по формуле где dN ожидаемое число спонтанных ядерных превращений (распадов радиоактивных… … Российская энциклопедия по охране труда

- | | Единица | | … … Энциклопедический словарь

Конкретные физические величины, условно принятые за единицы физических величин. Под физической величиной понимают характеристику физического объекта, общую для множества объектов в качественном отношении (например, длина, масса, мощность) и… … Медицинская энциклопедия

зона - 3.11 зона: Пространство, содержащее логически сгруппированные элементы данных в МСП. Примечание Для МСП определяются семь зон. Источник: ГОСТ Р 52535.1 2006: Карты идентификационные. Машиносчитываемые дорожные документы. Часть 1. Машин …

Зона радиационной аварии - 18. Зона радиационной аварии территория, на которой установлен факт радиационной аварии. Источник: ПРБ АС 99: Правила радиационной безопасности при эксплуатации атомных станций 25. Зона радиационной аварии территория, на которой установлен факт… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

МР 2.6.1.0063-12: Контроль доз облучения населения, проживающего в зоне наблюдения радиационного объекта, в условиях его нормальной эксплуатации и радиационной аварии - Терминология МР 2.6.1.0063 12: Контроль доз облучения населения, проживающего в зоне наблюдения радиационного объекта, в условиях его нормальной эксплуатации и радиационной аварии: 2.5. Жилая среда часть среды обитания в пределах населенных… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

- | | | Наименование | Обозначения | | | Величина | Определение величины … … Медицинская энциклопедия

Важнейшие единицы ионизирующих излучений - Величина Определение величины Наименование и размерность Обозначения Содержит единиц СИ русское международное Активность нуклида в радиоактивном источнике (активность изотопа) Число актов распада данного нуклида, происходящих в единицу времени в… … Ветеринарный энциклопедический словарь

- | | Единица | | | Наименование |… … Энциклопедический словарь

Радиоактивные атомы с данным массовым числом и атомным номером а для изомерных атомов и с определенным энергетическим состоянием атомного ядра. Атомы являются сложными системами, состоящими из частиц волн трех категорий: протонов и нейтронов в… … Медицинская энциклопедия

Единицей активности изотопа является беккерель (Бк), равный активности нуклида в радиоактивном источнике, в котором за время 1с происходит один акт распада.

1.2 Закон радиоактивного распада

Скорость радиоактивного распада - пропорциональна числу имеющихся ядер N:

где λ – постоянная распада.

LnN = λt + const,

Если t = 0, то N = N0 и, следовательно, const = -lg N0 . Окончательно

N = N0 e-λt (1)

где А – активность в момент времени t; А0 – активность при t = 0.

Уравнения (1) и (2) характеризуют закон радиоактивного распада. В кинетике они известны как уравнения реакции первого порядка. В качестве характеристики скорости радиоактивного распада обычно указывают период полураспада T1/2, который так же, как и λ, является фундаментальной характеристикой процесса, не зависящей от количества вещества.

Периодом полураспада называют промежуток времени, в течение которого данное количество радиоактивного вещества уменьшается наполовину.

Период полураспада различных изотопов существенно различен. Он находится примерно от 1010 лет до ничтожных долей секунды. Конечно, вещества, имеющие период полураспада 10 – 15 мин. и меньше, использовать в лаборатории трудно. Изотопы с очень большим периодом полураспада также нежелательны в лаборатории, так как при случайном загрязнении этими веществами окружающих предметов потребуется специальная работа по дезактивации помещения и приборов.

2. Методики анализа, основанные на измерении радиоактивности

2.1. Использование естественной радиоактивности в анализе

Элементы, имеющие естественную радиоактивность, могут быть определены по этому свойству количественно. Это U, Th, Ra, Ac и др., всего более 20 элементов. Например, калий можно определить по его радиоактивности в растворе при концентрации 0,05 М. Определение различных элементов по их радиоактивности обычно проводят с помощью градуировочного графика, показывающего зависимость активности от содержания (%) определяемого элемента или методом добавок.

Большое значение имеют радиометрические методы в поисковой работе геологов, например при разведке месторождений урана.

2.2. Активационный анализ

При облучении нейтронами, протонами и другими частицами высокой энергии многие нерадиоактивные элементы становятся радиоактивными. Активационный анализ основан на измерении этой радиоактивности. Хотя в принципе для облучения могут быть использованы любые частицы, наибольшее практическое значение имеет процесс облучения нейтронами. Применение для этой цели заряженных частиц связано с преодолением более значительных технических трудностей, чем в случае нейтронов. Основными источниками нейтронов для проведения активационного анализа являются атомный реактор и так называемые портативные источники (радиевобериллиевый и др.). В последнем случае α-частицы, получившиеся при распаде какого-либо α-активного элемента (Ra, Rn, и т. д.), взаимодействуют с ядрами бериллия, выделяя нейтроны:

9Be + 4He →12C + n

Нейтроны вступают в ядерную реакцию с компонентами анализируемой пробы,

например

55Mn + n = 56Mn или Mn (n,γ) 56Mn

Радиоактивный 56Mn распадается с периодом полураспада 2,6 ч:

55Mn → 56Fe + e-

Для получения информации о составе образца некоторое время измеряют его радиоактивность и анализируют полученную кривую. При проведении такого анализа необходимо располагать надёжными данными о периодах полураспада различных изотопов, с тем чтобы провести расшифровку суммарной кривой.

Другим вариантом активационного анализа является метод γ-спектроскопии, основанный на измерении спектра γ-излучения образца. Энергия γ-излучения является качественной, а скорость счёта – количественной характеристикой изотопа. Измерения производят с помощью многоканальных γ-спектрометров со сцинтилляционными или полупроводниковыми счётчиками. Это значительно более быстрый и специфичный, хотя и несколько менее чувствительный метод анализа, чем радиохимический.

Важным достоинством активационного анализа является его низкий предел обнаружения. С его помощью может быть обнаружено при благоприятных условиях до 10-13 – 10-15 г вещества. В некоторых специальных случаях удавалось достигнуть ещё более низких пределов обнаружения. Например, с его помощью контролируют чистоту кремния и германия в промышленности полупроводников, обнаруживая содержание примесей до 10-8 – 10-9 %. Такие содержания никаким другим методом, кроме активационного анализа определить невозможно. При получении тяжёлых элементов периодической системы, таких, как менделевий и курчатовий, исследователям удавалось считать почти каждый атом полученного элемента.

Информация о химии

Лауэ (von Laue), Макс Теодор Феликс фон

Немецкий физик Макс Теодор Феликс фон Лауэ родился в семье гражданского служащего ведомства военных судов Юлиуса Лауэ и урожденной Минны Церренер. Дворянскую приставку «фон» фамилия обрела в 1913 г., когда отец Лауэ по...

Химическая революция

Больших успехов в выделении газов и изучении их свойств достиг Джозеф Пристли - протестантский священник, увлеченно занимавшийся химией. Близ Лидса (Англия), где он служил, находился пивоваренный завод, откуда можно было пол...

Tm - Тулий

ТУЛИЙ (лат. Thulium), Tm, химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 69, атомная масса 168,9342, относится к лантаноидам. Свойства: металл. Плотность 9,318 г/см3, tпл 1545 °С. Название: от греческого...

В системе СИ абсолютную радиоактивность оценивают в беккерелях (Бк). Под 1 Бк понимают количество любого радиоактивного изотопа, в котором в 1 с происходит в среднем один распад

1 Бк=1 распад/с.

Производные от беккереля: мегабеккерель (10 6 Бк), гигабеккерель (10 9) и др.

В практике иногда используют внесистемную единицу активности кюри – количество радиоактивного изотопа, в котором происходит 3,7×10 10 распадов в 1 с (столько же, сколько в 1 г Ra).

1 Ки=37×10 9 Бк.

Согласно уравнению радиоактивного равновесия (1.10) активность элементов радиоактивных рядов может быть выражена через активность его родоначальника

где n – количество элементов в ряду.

Иными словами, чтобы оценить радиоактивность уранового или ториевого ряда, достаточно знать количество урана или тория. Это обстоятельство очень упрощает изучение радиоактивности пород, так как в случае радиоактивного равновесия отпадает необходимость в определении содержаний тех радиоактивных элементов, которые входят в состав рядов.

Концентрацию радиоактивного изотопа в некотором веществе оценивают удельной массовой Бк/кг и удельной объемной Бк/м 3 активностью . Концентрации радона и других газообразных радиоэлементов выражают в Бк/л.

Активность изотопа пропорциональна произведению постоянной распада l на число ядер радиоактивного вещества N . В этом случае число ядер изотоп, соответствующее активности в 1 Бк:

где М – относительная атомная масса изотопа;

– период его полураспада;

– число Авогадро.

Из формулы следует, что масса радиоактивных элементов, соответствующая заданной активности, возрастает с увеличением периода полураспада.

Например, масса радия, имеющая активность 10 6 Бк, =1590 лет, составляет 27×10 -6 г. Масса урана при той же активности ( =4,49 ×10 9 лет) составляет 80 г.

Для характеристики g-активности вещества используют величину радиевого g-элемента Э g и внесистемную единицу миллиграмм-эквивалент радия (мг-экв. Ra) – количество изотопа, g-излучение которого обладает такой же ионизационной способностью (в воздухе), как и g-излучение 1 мг 226 Ra (вместе с продуктами его распада) после прохождения через платиновый фильтр толщиной 0,5 мм.

Основные радиологические величины и единицы

Вещество считается радиоактивным, или оно содержит в своем составе радионуклиды и в нем идет процесс радиоактивного распада. Количество радиоактивного вещества обычно определяют не единицами массы (грамм, миллиграмм и т.п.), а активностью данного вещества.

Активность вещества определяется интенсивностью или скоростью распада его ядер. Активность пропорциональна числу радиоактивных атомов, содержащихся в данном веществе, т.е. возрастает с увеличением количества данного вещества. Активность - это мера количества радиоактивного вещества, которая выражается числом радиоактивных превращений (распадов ядер) в единицу времени. Так как скорость распада радиоактивных изотопов различна, то одинаковые по массе радионуклиды имеют различную активность. Чем больше ядер распадается в единицу времени, тем выше активность. Активность измеряется обычно в распадах в секунду. За единицу активности в Международной системе единиц (СИ) принят один распад в секунду. Эта единица названа в честь Анри Беккереля, открывшего впервые явление естественной радиоактивности в 1896 году, беккерелем (Бк). 1 Бк - такое количество радионуклида, в котором за одну секунду происходит один распад. Так как беккерель очень малая величина, то используют кратные величина: кБк - калобеккерель (103 Бк), МБк - мегабеккерель (106 Бк), ГБк - гигабеккерель (109 Бк).

Внесистемной единицей активности является кюри (Ки). Кюри - это такая активность, когда число радиоактивных распадов в секунду равно
3,7 х 1010 (37 млрд. расп./с). Кюри соответствует активности 1г радия. Так как кюри очень большая величина, то обычно употребляют производные величины: мКи - милликюри (тясячная доля кюри) - 3,7 х 107 расп/с; мкКи - микрокюри (миллионная доля кюри) - 3,7 х 104 расп/с; нКи - нанокюри (миллиардная доля кюри) - 3,7х10 расп/с.

Зная активность в беккерелях, не трудно перейти к активности в кюри и наоборот:

1 Ки = 3,7 х 1010 Бк = 37 гигабеккерель;

1 мКи = 3,7 х 107 Бк = 37 мегабеккерель;

1 мКиКи = 3,7 х 104 Бк = 37 килобеккерель;

1 Бк = 1 расп/с = 2,7 х 10-11 Ки.

На практике часто пользуются числом распадов в минуту.

1 Ки = 2,22 х 1012 расп/мин.

1 мКи = 2,22 х 109 расп/мин.

1 мКи = 2,22 х 106 расп/мин.

При измерении активности радиоактивного образца ее обычно относят к массе, объему, площади поверхности или длине. Различают следующие виды активности радионуклида. Удельная активность - это активность, приходящаяся на единицу массы вещества (активность, отнесенная к единице массы) - Бк/кг, Ки/кг. Объемная активность - это активность, приходящаяся на единицу объема - Бк/л, Ки/л, Бк/м3, Ки/м3. В случае распределения радионуклидов на поверхности активность называется поверхностной (отношение активности радионуклида, на которой находится радионуклид) - Бк/м2, Ки/м2. Для характеристики загрязнения территории применяется величина Ки/км2. Естественная калия-40 в почве соответствует 5мКи/км2 (200 Бк/м2). При загрязнении местности в
40 Ки/км2 по цезию-137 на 1м2 поверхности размещается 2000000 млрд. ядер, или 0,455 микрограмм цезия-137. Линейная активность радионуклида - отношение активности радионуклида, содержащегося на длине отрезка к его длине.

Массу в граммах при известной активности (например, 1Ки) радионуклида определяют по формуле m = к х А х Т½ х а, где m - масса в граммах; А - атомная масса; Т½ - период полураспада; а - активность в кюри или беккерелях; к - константа, зависящая от единиц, в которых дан период полураспада и активность. Если период полураспада дан в секундах, то при активности в беккерелях константа равна 2,4 х 10-24 , при активности в кюри - 8,86 х 10-14. Если период полураспада дан в других единицах, то его переводят в секунды.

Подсчитаем массу 131J с периодом полураспада 8,05 дней для создания активности в 1 кюри.

М = 8,86 х 10-14 х 131 х 8,05 х 24 х 3600 х 1 = 0,000008 г. Для стронция-90 масса равна 0,0073, плутония-239 - 16,3 г, урана-238 - 3 т. Возможно вычислить активность в беккерелях или кюри радионуклида при известной его массе: а0 = l x m/ (А х Т 1/2), где l- параметр, обратный константе «к». При Т½ измеренных в секундах, а активности - в беккерелях,
l = 4,17 х 1023, при активности в Ки l = 1,13 х 1013 Так, активность 32,6 г плутония- 239 равно

а0 = 1,13 х 1013 х 32,6 (239 х 24300 х 365 х 24 х 3600)=2 Ки,

а0= 4,17 х 1013 х 32,6 (239 х 24300 х 365 х 24 х 3600)= 7,4 х 1010 Бк.

Биологическое действие радиации обусловлено ионизацией облучаемой биологической среды. На процесс ионизации излучение растрачивает свою энергию. Т.е. в результате взаимодействия излучения с биологической средой живому организму передается определенная величина энергии. Часть излучения, которая пронизывает облучаемый объект (без поглощения), действия на него не оказывает. Радиационный эффект зависит от многих факторов: количества радиоактивности снаружи и внутри организма, пути ее поступления, вида и энергии излучения при распаде ядер, биологической роли облучаемых органов и тканей т.д. Объективным показателем, увязывающем все эти разнообразные факторы, является количество поглощенной энергии излучения от ионизации, которую эта энергия производит в массе вещества.

Для того, чтобы предсказать величину радиационного эффекта, нужно научиться измерять интенсивность воздействия ионизирующего излучения. А это можно сделать, измерив поглощенную в объекте энергию или суммарный заряд образовавшихся при ионизации ионов. Эта величина поглощенной энергии получила название дозы.