Μπεκερέλ
Παράγωγη μονάδα SI · μέγεθος: ενεργότητα ραδιονουκλιδίου
01 · Ορισμός
Ο Μπεκερέλ ξέχασε ένα άλας ουρανίου σε συρτάρι με φωτογραφικές πλάκες και μερικές μέρες αργότερα τις βρήκε θολωμένες: η ουσία ακτινοβολούσε από μόνη της, χωρίς καμιά εξωτερική πηγή. Η μονάδα πήρε το όνομά της από εκείνη τη σύμπτωση του 1896, και το όνομα μπήκε στο SI μόλις το 1975.
Ένα μπεκερέλ είναι μία διάσπαση ανά δευτερόλεπτο. Η μονάδα είναι εξαιρετικά μικρή: σε ένα ανθρώπινο σώμα γίνονται περίπου εφτά χιλιάδες διασπάσεις το δευτερόλεπτο, κυρίως από κάλιο-40 και άνθρακα-14, και αυτό είναι το φυσιολογικό, όχι κίνδυνος. Εξαιτίας αυτής της μικρότητας τα προθέματα χρησιμοποιούνται διαρκώς: κιλο-, μεγα-, γιγα- και τεραμπεκερέλ γεμίζουν την ιατρική και τη βιομηχανία, ενώ το σκέτο μπεκερέλ μένει στα πρότυπα τροφίμων και στις μετρήσεις υποβάθρου.
Η διάσταση είναι η ίδια — αντίστροφο δευτερόλεπτο — αλλά το νόημα άλλο. Το χερτς περιγράφει κανονικούς κύκλους, το μπεκερέλ τυχαία γεγονότα: εκατό διασπάσεις το δευτερόλεπτο δεν σημαίνουν μία ανά εκατοστό του δευτερολέπτου, μόνο ότι κατά μέσο όρο είναι εκατό. Ακριβώς για να ξεχωρίζουν, το SI έδωσε στην ίδια διάσταση δύο ονόματα.
02 · Μετατροπή
Δώστε μια ενεργότητα — το δελτίο θα τη μετατρέψει
Το κιουρί κρατιέται στην ιατρική και τη βιομηχανία μέχρι σήμερα, αν και αφαιρέθηκε από το SI το 1975. Το ράδερφορντ, το μάχε και το εμάν είναι εντελώς ιστορικά: ήταν δεμένα είτε με ένα γραμμάριο ραδίου, είτε με τη συγκέντρωση ραδονίου στο νερό, και χάθηκαν μαζί με τις πρακτικές που τα χρειάζονταν.
Το κιουρί ήταν δεμένο με ένα γραμμάριο ραδίου-226, και η τιμή του διορθώθηκε τρεις φορές. Το 1953 ο αριθμός καθηλώθηκε ακριβώς στα 3,7·10¹⁰ διασπάσεις το δευτερόλεπτο — στρογγυλός και όχι μετρημένος, ώστε τα εργαστήρια να πάψουν να μαλώνουν για το τρίτο ψηφίο.
| Μονάδα | Όνομα | Τιμή | Πού απαντάται |
|---|---|---|---|
| Bq | μπεκερέλ, μονάδα SI | 3,7·10⁸ | μία διάσπαση ανά δευτερόλεπτο |
| kBq | κιλομπεκερέλ | 370 000 | οικιακές πηγές, τρόφιμα |
| MBq | μεγαμπεκερέλ | 370 | πυρηνική ιατρική |
| GBq | γιγαμπεκερέλ | 0,37 | θεραπεία, βιομηχανικές πηγές |
| TBq | τεραμπεκερέλ | 3,7·10⁻⁴ | έλεγχος, αποστείρωση |
| διασπ./λεπτό | διασπάσεις ανά λεπτό | 2,22·10¹⁰ | η κλίμακα των εργαστηριακών μετρητών |
| Ci | κιουρί — η ενεργότητα ενός γραμμαρίου ραδίου | 0,01 | ως το 1975, στις ΗΠΑ ως σήμερα |
| mCi | μιλικιουρί | 10 | ιατρικές δόσεις σε παλιά αρχεία |
| µCi | μικροκιουρί | 10 000 | εργαστηριακά παρασκευάσματα |
| Rd | ράδερφορντ — ένα εκατομμύριο διασπάσεις | 370 | η δεκαετία του τριάντα, δεν έπιασε |
| διασπ./λεπτό | διασπάσεις ανά λεπτό | 2,22·10¹⁰ | οι μετρητές μετρούν ανά λεπτό |
| Bq | μπεκερέλ | 3,7·10⁸ | η σημερινή μονάδα |
Η ενεργότητα δεν λέει τίποτα για τον κίνδυνο: αυτόν τον ορίζουν το είδος της ακτινοβολίας και ο δρόμος εισόδου στον οργανισμό, και αυτά ανήκουν ήδη στο γκρέι και στο σίβερτ.
03 · Τάξεις μεγέθους
από την μπανάνα ως τον πυρήνα του αντιδραστήραΔόση για εξέταση PET — 370 MBq
04 · Όργανα μέτρησης
Με τι μετρούν τα μπεκερέλ
Κάθε σωματίδιο προκαλεί εκκένωση στον σωλήνα — ένα κλικ. Μετρά γεγονότα, αλλά δεν τα ξεχωρίζει κατά ενέργεια: ενεργότητα ναι, νουκλίδιο όχι.
Ένας ανιχνευτής γερμανίου ξεχωρίζει ενέργειες και ορίζει ποιο νουκλίδιο υπάρχει και πόσο. Έτσι μετριέται το καίσιο στο έδαφος και το κάλιο-40 στα τρόφιμα.
Το δείγμα διαλύεται σε σπινθηριστή: αδύναμοι βήτα πομποί όπως το τρίτιο και ο άνθρακας-14 δεν πιάνονται αλλιώς.
Ο ανιχνευτής περιβάλλει την πηγή από παντού και μετρά κάθε διάσπαση. Η πρωτογενής μέθοδος: η ενεργότητα βγαίνει χωρίς πηγή αναφοράς, μόνο από τη γεωμετρία της καταμέτρησης.
05 · Κανόνες γραφής
Bq είναι ενεργότητα, Sv είναι κίνδυνος
Τα μπεκερέλ μετρούν διασπάσεις σε μια πηγή, τα σίβερτ περιγράφουν την επίδραση στον άνθρωπο. Από το ένα δεν περνά κανείς στο άλλο χωρίς να ξέρει το είδος της ακτινοβολίας, την ενέργεια, την απόσταση και τον δρόμο εισόδου στον οργανισμό. Η ίδια ενεργότητα ενός άλφα πομπού που καταπόθηκε με το φαγητό και μιας πηγής γάμμα πίσω από τοίχο διαφέρουν σε συνέπειες κατά τάξεις μεγέθους — γι’ αυτό κάθε έκθεση ακτινοπροστασίας φέρει και τους δύο αριθμούς.
Τα πρότυπα για τα τρόφιμα δίνονται σε μπεκερέλ ανά κιλό: για παράδειγμα 100 Bq/kg καισίου-137 για το γάλα. Είναι νομικό κατώφλι και όχι όριο κινδύνου — τίθεται με μεγάλο περιθώριο, και η υπέρβασή του σημαίνει απόσυρση του προϊόντος, όχι δηλητήριο.
06 · Γειτονικές μονάδες
Το μπεκερέλ ανοίγει την ακτινολογική τριάδα: αυτό μετρά διασπάσεις, το γκρέι μετρά την απορροφημένη ενέργεια, το σίβερτ τη βιολογική επίδραση. Μόνο το πρώτο είναι καθαρά φυσικό· τα άλλα δύο κουβαλούν συντελεστές που εξαρτώνται από τον ιστό και από το είδος της ακτινοβολίας.
διασπάσεις / s
J / kg
J / kg
Όσο πιο σύντομος ο χρόνος ημιζωής, τόσο μεγαλύτερη η ενεργότητα για τον ίδιο αριθμό ατόμων: ένα χιλιοστόγραμμο τεχνητίου-99m είναι εκατό εκατομμύρια φορές πιο ενεργό από ένα χιλιοστόγραμμο ουρανίου-238. Η ενεργότητα δεν μετρά πόση ουσία υπάρχει, αλλά πόσο γρήγορα διαλύεται.
07 · Ιστορικό μέρος
Με τι μετρούσαν τη ραδιενέργεια πριν από το μπεκερέλ
Η ενεργότητα ενός γραμμαρίου ραδίου-226. Αφαιρέθηκε από το SI, αλλά ζει στην ιατρική και στον βιομηχανικό έλεγχο.
Ένα εκατομμύριο διασπάσεις το δευτερόλεπτο — μια απόπειρα να εισαχθεί βολική δεκαδική μονάδα. Δεν έπιασε και έπαψε να χρησιμοποιείται στη δεκαετία του πενήντα.
Η συγκέντρωση ραδονίου στο νερό: χρησιμοποιούνταν σε λουτροπόλεις με ραδονούχες πηγές ως τη δεκαετία του εβδομήντα.
Επίσης για το ραδόνιο σε νερό και αέρα: οι παλιοί χάρτες ραδονίου είναι βαθμονομημένοι σε εμάν.
Η μονάδα είναι τόσο μικρή που στις τιμές της κάθε τροφή μοιάζει ραδιενεργή
Το μπεκερέλ είναι μία διάσπαση ανά δευτερόλεπτο, και το φυσικό υπόβαθρο δίνει σε αυτές τις μονάδες εντυπωσιακούς αριθμούς: ένα κιλό γρανίτη περίπου χίλια μπεκερέλ, ένα ανθρώπινο σώμα κάπου εφτά χιλιάδες, μια μπανάνα καμιά δεκαπενταριά. Τίποτε από αυτά δεν είναι επικίνδυνο — οι αριθμοί είναι μεγάλοι μόνο επειδή η μονάδα είναι ελάχιστη. Εκεί βρίσκεται η παγίδα του μπεκερέλ: ένας τίτλος για «χιλιάδες μπεκερέλ» δεν λέει τίποτα όσο δεν συγκρίνεται με το υπόβαθρο και με τα πρότυπα.
Κατάλογος · Διεθνές Σύστημα Μονάδων
Ένα δελτίο για κάθε μέγεθος
Επτά θεμελιώδεις μονάδες, είκοσι δύο παράγωγες με δικό τους όνομα και το αρχείο των συστημάτων που έπαψαν να χρησιμοποιούνται. Καθεμιά έχει το δελτίο της: ορισμός, διάσταση, μετατροπή, όργανα, κανόνες γραφής. Σε 32 γλώσσες.