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贝克勒尔

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亨利·贝克勒尔
亨利·贝克勒尔

贝克勒尔(法语:Becquerel,符号为:Bq),简称贝克[1] [2]。是放射性活度国际单位制导出单位,用于衡量放射性物质或放射源的计量单位[3]。贝克勒尔的国际单位制量纲为[s-1],同频率单位赫兹相同,但意义完全不一样。一定量的放射性核素,若每秒有一个原子衰变,其放射性活度即为1贝克,例如,一克的-226放射性活度有3.7×1010Bq。这是个相当庞大的数值,因此常用千贝克(kBq)甚至百万贝克(MBq)来表示[3]。 放射性射线对人体具有危害,毫无防护下长期接触放射物质,会使健康受到严重损害[4]

给予固定质量的放射性物质,其贝克数值会随着时间的演进而改变。因此,对于短寿命同位素,必需标明其放射性衰变率与时间戳在一起,有时候,这衰变率还会调整至某特定日期(过去日期或未来日期)。例如,安全组织时常会标明出一个十日调整数目,即十日后的放射性活度。在这时间间隔内,短寿命同位素的数量可能会大幅降低。

简而言之,贝克表现了放射源在某一时刻的放射性活度。如果放射源不变,由于自然衰变的作用放射性活度会随时间逐渐变小。

命名

亨利·贝克勒尔发现放射性物质的底片
亨利·贝克勒尔发现放射性物质的底片

得名于法国物理学家亨利·贝克勒尔的姓,在1975年,国际辐射单位与度量委员会(ICRU)认为玛丽·居里与她先生皮埃尔·居里两人,以及贝克勒尔共同获得放射性物质研究的诺贝尔物理学奖,因此ICRU建议科学界以单位更小的贝克取代居里(Ci),成为活度的国际专用单位[5]

前缀

就像许多其它国际单位,在Bq单位的前面也能够添加国际单位制前缀;通常是以十进制数量级增进,如kBq(千贝克,103 Bq)、MBq(麦贝克,106 Bq)、GBq(吉贝克,109 Bq)、TBq(太贝克,1012 Bq),以及PBq(拍贝克,1015 Bq)。实际使用,1 Bq是很小的单位,所以,通常会使用到前缀。例如,存在于70千克质量的人体内的天然放射性核素钾(40K)会造成每秒4400次放射性衰变,即4.4 kBq的放射性活度[6]。在日本广岛市的原子弹爆炸估计造成了8×1024Bq(8YBq,8佑贝克)[7]

贝克与每秒计数之间的分别

当使用探测器测量样品的活度时,常会用到衡量单位每秒钟计数(cps)或每分钟计数(cpm)。每秒钟计数是单位时间1秒钟内放射性检测仪器(如盖革计数器)测到的电离事件的计数,每分钟计数表示1分钟内的电离事件的计数。这两种计数单位一般用于表示某种粒子的度量单位,如阿尔法粒子贝塔粒子。这两种计数单位表示检测仪器记录的事件发生率。

表示放射源在单位时间内放射活动绝对强度的计数单位为每秒钟衰变数(disintegrations per second,记为DPS)、每分钟衰变数disintegrations per minute,记为DPM)。这两种衰变数单位表示放射源的衰变事件发生率。

1贝克等价于1每秒钟衰变数。贝克是放射性物质的放射性活度,不同于每秒钟计数、每分钟计数。

贝克与居里之间的关系

居里(Ci)为早期使用的放射性单位,目前国际单位制导出单位已不采用,其基准相当于1226放射性活度

换算因子如下:

1 Ci = 3.7×1010 Bq
1 Ci = 37 GBq
1 μCi = 37,000 Bq
1 Bq = 2.70×10−11 Ci
1 Bq = 2.70×10−5 μCi
1 GBq = 0.0270 Ci

应用

贝克主要是用来衡量水、食物、土壤或其他放射源等物质中放射性核素释放出放射线强度的大小[3]。 常用于食物安全检验辐射的量度单位,这是量化有多少辐射从物件放射出来的单位。如以此单位量度食物的辐射量时,便以每公斤放射出多少“贝克”来作标准[8]
为了表现单位物体的放射性活性强度,引入了贝克/升(Bq/l),贝克/千克(Bq/Kg)和贝克/平方米(Bq/m2)等单位。

危害标准

2011年3月17日,日本厚生劳动省修订《食品卫生法日语食品衛生法》,为食品暂定国家标准值。以为例:半衰期很短的放射性碘131活度上限,饮用水、牛奶及乳制品为每公斤300贝克,蔬菜类(根茎类、薯类除外)为每公斤2000贝克;至于半衰期很长的放射性铯134铯137活度上限,饮用水、牛奶及乳制品为每公斤200贝克,蔬菜类、谷物类、水产品、肉、蛋等都是每公斤500贝克[9][10]

香港海关则采用国际食品法典委员会(CODEX)所定下的标准:不论任何类型食品,一律采用相同标准。当中以每公斤碘131所放射出100贝克为上限,而铯134及铯137为每公斤放射出1000贝克为上限,如果超过此辐射量即视为为超标[11][8]

台湾原能会修订商品辐射限量标准中饮用水中总阿尔法浓度限值为每立方米550贝克而贝塔及加马所造成之年有效剂量限值为40微希沃特。[12]

活度计算方法

给定质量公克)、原子量amu)、半衰期(秒)的同位素样品,其放射性活度(贝克)为[13]

其中,衰变常数是放射性原子核的数目,阿伏伽德罗常量

例如,天然存在的钾元素含有丰度为0.012%、半衰期为1.248×109年=39×1015秒、原子量为39.96 amu的40K,所以,1公斤天然钾的活度为32 kBq:

和希沃特的关系

贝克是描述放射源活性强度(量纲[s-1])的单位,而希沃特则是描述被辐射物体所受单位辐射剂量(量纲[m2s-2])的单位。两者是完全不同的概念。贝克强调放射源的放射性强弱,而希沃特则着重表示放射性被害尤其是对人体健康的危害程度。贝克只和放射源物质的元素性质和数量有关。而希沃特由放射源活性强度,放射物性质,离放射源的距离,障碍物的有无,介质等等因素决定。

参见

参考文献

  1. ^ 術語查詢-請輸入關鍵字" Becquerel ". 全国科学技术名词审定委员会. [2011-04-12]. (原始内容存档于2012-09-01) (中文(中国大陆)). 
  2. ^ Becquerel. 国家教育研究院学术名词信息网. [2013-06-17]. (原始内容存档于2016-01-29) (中文(台湾)). 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 名詞解釋:西弗與貝可勒爾. 新华网. 2011-03-23 [2011-04-12]. (原始内容存档于2013-10-29) (中文(台湾)). 
  4. ^ 1892年最早发现放射性—贝克勒尔. 星岛环球网. 2011-01-20 [2011-04-12]. (原始内容存档于2013-10-29) (中文(中国大陆)). 
  5. ^ 翁宝山. 輻射小掌故-貝克. 行政院原子能委员会. 2011-03-23 [2011-04-12]. (原始内容存档于2013-10-29) (中文(台湾)). 
  6. ^ Radioactive human body—Harvard University Natural Science Lecture Demonstrations. [2011-04-13]. (原始内容存档于2011-04-26). 
  7. ^ Michael J. Kennish, Pollution Impacts on Marine Biotic Communities , CRC Press, 1998, p. 74. ISBN 9780849384288.
  8. ^ 8.0 8.1 小知識﹕輻射單位「希」「貝克」之別. 新浪香港. 2011-03-28 [2011-04-12] (中文(香港)). [永久失效链接]
  9. ^ 放射能汚染された食品の取り扱いについて. 厚生労动省. 2011-03-17 [2011-04-13]. (原始内容存档于2021-05-15) (日语). 
  10. ^ 日本設定水產品放射性碘活度標準. 新华网. 2011-04-05 [2011-04-12]. (原始内容存档于2011-04-10) (中文(中国大陆)). 
  11. ^ 進口食物的監察及管制. 香港食物安全中心. 2011-04-11 [2011-04-13]. (原始内容存档于2019-11-08) (中文(香港)). 
  12. ^ 商品輻射限量標準. 行政院原子能委员会. [2021-01-30]. (原始内容存档于2021-02-04). 
  13. ^ Halliday, David; Robert Resnick, Jearl Walker, Fundamental of Physics 7th, USA: John Wiley and Sons, Inc.: pp. 1173-1175, 2005, ISBN 0-471-23231-9 


外部链接

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