什麼是放射性活度(貝克勒)計算器?
這款計算器能算出一定質量的純放射性同位素所釋放的活度,單位為貝克勒(Bq),也就是每秒發生的核衰變次數。一貝克勒等於每秒一次衰變。你可以從清單中選擇同位素(系統會自動帶入其半衰期與莫耳質量),或自行輸入數值,接著填入物質質量,即可得到總活度以及每公克活度。本工具假設樣品為 100% 純度的單一同位素。
使用方法
1) 選擇一種放射性物質,或自行輸入半衰期與莫耳質量。2) 設定半衰期的單位(秒、分、時、日或年;一個儒略年為 365.25 日)。3) 輸入數量 \(x\) 及其質量單位(g、mg 或微克)。結果會顯示總活度(Bq)、以易讀的字首單位表示的相同數值(kBq、MBq、GBq、TBq、PBq、EBq),以及每公克活度(Bq/g)。
計算公式
原子數量為 \(N = \dfrac{m}{M} \cdot N_A\)(質量(公克)/ 莫耳質量)× \(N_A\),其中 \(N_A = 6.02214 \times 10^{23}\) 每莫耳。活度 \(A = N \cdot \lambda\),其中衰變常數 \(\lambda = \dfrac{\ln 2}{T}\),\(T\) 為以秒為單位的半衰期。因此
$$A = N \cdot \lambda = \frac{m}{M}\,N_A \cdot \frac{\ln 2}{T_{1/2}}$$即 Bq =(質量公克數 / 莫耳質量)× \(N_A\) × \(\ln(2)\) / \(T\)。
實例演算
碘-131,半衰期 8.0252 日,莫耳質量 131 g/mol,質量 100 g。
$$T = 8.0252 \times 86400 = 693{,}377.28 \ \text{秒}$$$$N = \frac{100}{131} \times 6.02214 \times 10^{23} = 4.597 \times 10^{23} \ \text{個原子}$$$$\lambda = \frac{\ln 2}{693377.28} = 9.9966 \times 10^{-7} \ \text{每秒}$$$$\text{Bq} = 4.597 \times 10^{23} \times 9.9966 \times 10^{-7} = 4.595 \times 10^{17} \ \text{Bq}$$約等於 459.5 PBq。每公克 = \(4.595 \times 10^{15}\) Bq/g。
常見問題
什麼是貝克勒?一貝克勒(Bq)等於每秒發生一次放射性衰變。較早期的單位居里(Ci)則等於 \(3.7 \times 10^{10}\) Bq。
為什麼要把半衰期換算成秒?因為 Bq 計算的是每秒衰變次數,衰變常數必須以「每秒」為單位,所以 \(T\) 也必須換算成秒。
本工具假設是純同位素嗎?是的,它假設同位素濃度為 100%。若為混合物,請依其中放射性同位素所佔比例按比例縮放。