2.4. Активность и единицы ее измерения

Активность есть мера интенсивности распада радионуклида и определяется как количество распадов ядер атомов радиоактивного вещества в единицу времени, т. е. как скорость распада ядер.

Если радиоактивное вещество содержит N атомов и его постоянная распада, выражающая долю распадающихся атомов в единицу времени, l, то активность будет равна

А_n (35)

Известно, что постоянная радиоактивного распада l и период полураспада Т_1/2 связаны соотношением

. (36)

Моль вещества содержит 6,02 · 10²³ атомов. В массе m вещества с массовым числом А, число атомов равно

, (37)

тогда активность источника выражается формулой

А_n , (38)

где А_n – активность радионуклида, Бк; m – масса рассчитываемого радионуклида, г; А – массовое число радионуклида; Т_1/2 – период полураспада радионуклида, с.

Активность источника, в котором содержатся радиоактивные ядра одного вида, уменьшается во времени по экспоненциальному закону:

А_n = А₀, (39)

где А₀ – активность источника в начальный момент времени (t = 0), Бк; t – текущее время, которому соответствует активность вещества A_n, с; Т_1/2 – период полураспада радионуклида, с.

Единицей измерения активности (табл. 21) в Международной системе единиц (СИ) является беккерель(Бк),названая в честь первооткрывателя радиоактивности, французского ученого Анри Беккереля.

Таблица 21

Единицы измерения активности

Величина	Название и обозначение				Соотношение между единицами
	единица СИ		внесистемная
Активность	А	Бк	А	Ки	1 Бк = 1 расп./с = 2,703 · 10–11 Ки, 1 Ки = 3,7 · 1010 Бк
Удельная активность	Аm	Бк/кг	Ауд	Ки/кг	1 Бк/кг = 0,27 · 10–10 Kи/кг, 1 Kи/кг = 3,7 · 1010 Бк/кг
Объемная активность	Аv	Бк/м3	Аоб	Ки/л	1 Бк/м3 = 0,27 · 10–7 Kи/л, 1 Ки/л = 3,7 · 107 Бк/м3
Поверхностная активность	Аs	Бк/м2	Апов	Ки/км2	1 Бк/см2 = 104 Бк/м2 = 0,27 Ки/км2, 1 Ки/км2 = 3,7 · 104 Бк/м2 = = 3,7 Бк/см2

Беккерель равен активности нуклида в радиоактивном источнике, в котором за время 1с происходит 1распад:

1Бк = 1расп./с.

В практике большое применение получила внесистемная единица измерения активности – кюри(Ки).

Один кюри равен активности нуклида в радиоактивном источнике, в котором за время 1с происходит3,7 · 10¹⁰распадов:

1 Ки = 3,7 · 10¹⁰Бк.

Такой активностью обладает 1г радия и его активность была принята за единицу измерения кюри:

1 Бк = 1 расп./с = 2,703 · 10^–11 Ки.

3. Дозиметрия ионизирующих излучений

Ионизация – это явление (процесс) образования положительных и отрицательных ионов и свободных электронов из электрически нейтральных атомов и молекул.

Ионизирующее излучение – потоки частиц и электромагнитных квантов, взаимодействие которых со средой приводит к ионизации ее атомов и молекул. Ионизирующие излучения делятся на фотонные (электромагнитные) и корпускулярные (поток частиц), а по механизму воздействия на вещество – непосредственно или косвенно ионизирующими.

Фотонное излучение представляет coбой электромагнитное излучение (-излучение, рентгеновское и тормозное излучение). Фотонное излучение имеет такую же природу образования, как и видимый свет или радиоволны, но отличается от них только меньшей длиной волны или большей жесткостью. С возрастанием частоты энергия квантов электромагнитного поля (фотонов), а следовательно, и их разрушительное влияние на молекулы вещества увеличивается. Длина волны  рентгеновского излучения лежит в диапазоне от 10–100 нм до 0,01–1 пм, а -излучения – менее 0,1 пм. Энергия фотонов связана с их волновыми характеристиками соотношениями  = h = hc / , где h – постоянная Планка;  – частота; с – скорость света. Отсюда следует, что энергия рентгеновских квантов лежит в диапазоне от 10–100 эВ до 1–100 МэВ, а -квантов – более 10 кэВ.

Корпускулярное излучение – это потоки элементарных частиц, которые имеющих массу, отличную от нуля. Большинство из них – заряженные корпускулы: -частицы (^– – электроны и ⁺ – позитроны), протоны (ядра водорода), дейтроны (ядра тяжелого водорода – дейтерия), -частицы (ядра гелия) и тяжелые ионы (ядра других элементов, которые получили высокую энергию в специальных ускорителях). К корпускулярным излучениям относятся и нейтроны – ядерные частицы, не имеющие заряда и опосредованно вызывающие ионизацию.

Действие ионизирующих излучений на вещество проявляется в ионизации и возбуждении атомов и молекул вещества. Количественной мерой воздействия излучений на вещество является доза излучения.

Доза излучения – это количество энергии ионизирующего излучения, поглощенного единицей массы облучаемой среды. Различают поглощенную, экспозиционную и эквивалентную дозы излучения.