بکرل
یکای فرعی SI · کمیت: اکتیویتهٔ یک رادیونوکلید
01 · تعریف
بکرل نمکی از اورانیم را در کشویی با صفحههای عکاسی جا گذاشت و چند روز بعد آنها را مهگرفته یافت: ماده خودبهخود پرتو میداد، بی هیچ چشمهٔ بیرونی. یکا از همان تصادف سال ۱۸۹۶ نام گرفت، و این نام تنها در ۱۹۷۵ به SI راه یافت.
یک بکرل یک واپاشی در ثانیه است. یکا بیاندازه کوچک است: در بدن انسان حدود هفت هزار واپاشی در ثانیه رخ میدهد، بیشتر از پتاسیم-۴۰ و کربن-۱۴، و این هنجار است نه خطر. به سبب همین کوچکی پیشوندها پیوسته به کار میروند: کیلو، مگا، گیگا و ترابکرل پزشکی و صنعت را پر میکنند، و بکرل برهنه برای استانداردهای خوراک و اندازهگیری زمینه میماند.
بُعد یکی است — ثانیهٔ وارون — اما معنا دیگر. هرتز چرخههای منظم را وصف میکند و بکرل رویدادهای تصادفی را: صد واپاشی در ثانیه یعنی نه یکی در هر صدم ثانیه، بلکه تنها اینکه به طور میانگین صد تاست. درست برای جدا نگه داشتن این دو، SI به یک بُعد دو نام داد.
02 · تبدیل
اکتیویتهای وارد کنید — برگه آن را تبدیل میکند
کوری تا امروز در پزشکی و صنعت پابرجاست، هرچند در ۱۹۷۵ از SI بیرون رفت. رادرفورد، ماخه و امان یکسره تاریخیاند: یا به یک گرم رادیم بسته بودند یا به غلظت رادون در آب، و همراه با کارهایی که به آنها نیاز داشت ناپدید شدند.
کوری به یک گرم رادیم-۲۲۶ بسته بود و ارزش آن سه بار اصلاح شد. در ۱۹۵۳ عدد دقیقاً بر ۳٫۷·۱۰¹⁰ واپاشی در ثانیه ثابت شد — عددی گرد و نه اندازهگیریشده، تا آزمایشگاهها بر سر رقم سوم کشمکش نکنند.
| یکا | نام | مقدار | کجا دیده میشود |
|---|---|---|---|
| Bq | بکرل، یکای SI | 3.7·10⁸ | یک واپاشی در ثانیه |
| kBq | کیلوبکرل | 370 000 | چشمههای خانگی، خوراک |
| MBq | مگابکرل | 370 | پزشکی هستهای |
| GBq | گیگابکرل | 0.37 | درمان، چشمههای صنعتی |
| TBq | ترابکرل | 3.7·10⁻⁴ | بازرسی، گندزدایی |
| واپاشی/دقیقه | واپاشی در دقیقه | 2.22·10¹⁰ | مقیاس شمارندههای آزمایشگاهی |
| Ci | کوری — اکتیویتهٔ یک گرم رادیم | 0.01 | تا ۱۹۷۵، در آمریکا تا امروز |
| mCi | میلیکوری | 10 | دوزهای پزشکی در پروندههای کهنه |
| µCi | میکروکوری | 10 000 | فرآوردههای آزمایشگاهی |
| Rd | رادرفورد — یک میلیون واپاشی | 370 | دههٔ سی، نگرفت |
| واپاشی/دقیقه | واپاشی در دقیقه | 2.22·10¹⁰ | شمارندهها در دقیقه میشمارند |
| Bq | بکرل | 3.7·10⁸ | یکای امروزی |
اکتیویته دربارهٔ خطر چیزی نمیگوید: آن را نوع پرتو و راه ورود به بدن تعیین میکند، و اینها دیگر کار گری و سیورتاند.
03 · مرتبههای بزرگی
از موز تا قلب راکتوردوز برای بررسی PET — 370 MBq
04 · ابزارهای اندازهگیری
بکرل را با چه میسنجند
هر ذره در لوله تخلیهای پدید میآورد — یک تق. رویدادها را میشمارد اما آنها را بر پایهٔ انرژی جدا نمیکند: اکتیویته آری، نوکلید نه.
آشکارساز ژرمانیومی انرژیها را جدا میکند و میگوید کدام نوکلید هست و چقدر. سزیم خاک و پتاسیم-۴۰ خوراک اینگونه سنجیده میشوند.
نمونه در سوسوزن حل میشود: گسیلندههای بتای ضعیف مانند تریتیم و کربن-۱۴ به گونهٔ دیگر به دام نمیافتند.
آشکارساز چشمه را از هر سو دربر میگیرد و هر واپاشی را میشمارد. روش نخستین: اکتیویته بی هیچ چشمهٔ مرجع، تنها از هندسهٔ شمارش به دست میآید.
05 · قواعد نگارش
Bq اکتیویته است، Sv خطر
بکرلها واپاشیها را در چشمه میشمارند، سیورتها اثر بر انسان را وصف میکنند. از یکی به دیگری نمیتوان رفت بیآنکه نوع پرتو، انرژی، فاصله و راه ورود به بدن دانسته شود. اکتیویتهٔ یکسانِ یک گسیلندهٔ آلفا که با خوراک بلعیده شده و یک چشمهٔ گاما پشت دیوار، در پیامد مرتبهها فرق دارند — از همین رو هر گزارش پرتوی هر دو عدد را میآورد.
استانداردهای خوراک بر حسب بکرل بر کیلوگرم داده میشوند: برای نمونه ۱۰۰ Bq/kg سزیم-۱۳۷ برای شیر. این آستانهای قانونی است نه مرز خطر — با حاشیهٔ فراخ گذاشته میشود، و گذشتن از آن یعنی برچیدن فرآورده، نه اینکه زهر باشد.
06 · یکاهای همسایه
بکرل سهگانهٔ پرتوی را میگشاید: او واپاشیها را میشمارد، گری انرژی جذبشده را میسنجد و سیورت اثر زیستی را. تنها نخستین محض فیزیکی است؛ آن دو دیگر ضریبهایی دارند وابسته به بافت و به نوع پرتو.
واپاشی / s
J / kg
J / kg
هرچه نیمهعمر کوتاهتر، اکتیویته با شمار یکسان اتم بیشتر: یک میلیگرم تکنسیم-۹۹m صد میلیون بار فعالتر از یک میلیگرم اورانیم-۲۳۸ است. اکتیویته نمیسنجد چقدر ماده هست، بلکه با چه شتابی فرومیپاشد.
07 · بخش تاریخی
پیش از بکرل پرتوزایی را با چه میشمردند
اکتیویتهٔ یک گرم رادیم-۲۲۶. از SI بیرون رفت اما در پزشکی و بازرسی صنعتی زنده است.
یک میلیون واپاشی در ثانیه — کوششی برای آوردن یکایی دهدهی و آسان. نگرفت و در دههٔ پنجاه از کاربرد افتاد.
غلظت رادون در آب: تا دههٔ هفتاد در آبگرمهای دارای چشمههای رادونی به کار میرفت.
دربارهٔ رادون در آب و هوا نیز: نقشههای کهن رادون بر حسب امان درجهبندی شدهاند.
یکا چنان کوچک است که در ارزشهایش هر خوراکی پرتوزا مینماید
بکرل یک واپاشی در ثانیه است، و زمینهٔ طبیعی در این یکاها عددهای چشمگیر میدهد: یک کیلو گرانیت نزدیک هزار بکرل، بدن انسان حدود هفت هزار، یک موز پانزده. هیچکدام از اینها خطرناک نیست — عددها تنها از آن رو بزرگاند که یکا بسیار کوچک است. تلهٔ بکرل همینجاست: تیتر «هزاران بکرل یافت شد» تا وقتی با زمینه و با استانداردها سنجیده نشود، هیچ نمیگوید.
فهرست · دستگاه بینالمللی یکاها
شناسنامهای برای هر کمیت
هفت یکای پایه، بیست و دو یکای فرعی با نام خود، و بایگانی دستگاههایی که از کاربرد افتادهاند. هر کدام برگهٔ خود را دارند: تعریف، بُعد، تبدیل، ابزارها، قواعد نگارش. به ۳۶ زبان.