ما هي حاسبة النشاط الإشعاعي (البيكريل)؟
تحسب هذه الأداة النشاط الإشعاعي بوحدة البيكريل (Bq) — أي عدد التحلّلات النووية في الثانية الواحدة — الصادر عن كتلة معيّنة من نظير مشع نقي. ويساوي البيكريل الواحد تحلّلًا نوويًا واحدًا في الثانية. اختر نظيرًا من القائمة (فيُملأ عمر النصف والكتلة المولية تلقائيًا) أو أدخل قيمك الخاصة، ثم أدخل كتلة المادة لتحصل على النشاط الكلي والنشاط لكل غرام. تفترض الأداة وجود نظير واحد بنقاء 100%.
طريقة الاستخدام
1) اختر المادة المشعة، أو أدخل عمر النصف والكتلة المولية يدويًا. 2) حدّد وحدة عمر النصف (ثوانٍ، دقائق، ساعات، أيام، أو سنوات؛ علمًا أن السنة اليوليانية تساوي 365.25 يومًا). 3) أدخل الكمية \(x\) ووحدة كتلتها (غ، مغ، أو ميكروغرام). تُظهر النتيجة قيمة Bq الكلية، ونفس القيمة بوحدة مسبوقة سهلة القراءة (kBq، MBq، GBq، TBq، PBq، EBq)، إضافة إلى قيمة Bq لكل غرام.
المعادلة
يُحسب عدد الذرات بالعلاقة \(N = (\text{الكتلة بالغرام} \div \text{الكتلة المولية}) \times N_A\)، حيث \(N_A = 6.02214\times 10^{23}\) لكل مول. أما النشاط فهو \(A = N \times \lambda\)، إذ يساوي ثابت التحلّل \(\lambda = \ln(2) / T\)، وT هو عمر النصف بالثواني. وبالتالي:
$$\text{Bq} = \frac{\text{الكتلة بالغرام}}{\text{الكتلة المولية}} \times N_A \times \frac{\ln 2}{T}$$
مثال محلول
اليود-131، عمر النصف 8.0252 يومًا، الكتلة المولية 131 غ/مول، الكتلة 100 غ.
$$T = 8.0252 \times 86400 = 693{,}377.28 \text{ ثانية}$$$$N = \frac{100}{131} \times 6.02214\times 10^{23} = 4.597\times 10^{23} \text{ ذرة}$$$$\lambda = \frac{\ln(2)}{693377.28} = 9.9966\times 10^{-7} \text{ لكل ثانية}$$$$\text{Bq} = 4.597\times 10^{23} \times 9.9966\times 10^{-7} = 4.595\times 10^{17} \text{ بيكريل}$$أي نحو 459.5 PBq. والنشاط لكل غرام \(= 4.595\times 10^{15}\) Bq/g.
الأسئلة الشائعة
ما هو البيكريل؟ البيكريل الواحد هو تحلّل إشعاعي واحد في الثانية. أما الوحدة الأقدم، الكوري (Ci)، فتساوي \(3.7\times 10^{10}\) بيكريل.
لماذا نحوّل عمر النصف إلى ثوانٍ؟ لأن البيكريل يحسب عدد التحلّلات في الثانية، فلا بد أن يكون ثابت التحلّل بوحدة «لكل ثانية»، ومن ثمّ يجب أن يكون \(T\) بالثواني.
هل تفترض الأداة نظيرًا نقيًا؟ نعم — فهي تفترض تركيزًا نظيريًا بنسبة 100%. وفي حالة الخليط، اضرب الناتج بنسبة النظير المشع الموجود فعليًا.
