Bestimmung der massebezogenen Aktivität von Radionukliden

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1 Bestiung de assebezogenen ktivität von Radionukliden ÄQUIVL/MSSKT Beabeite:. Wiechen H. Rühle K. Vogl ISS

2 Bestiung de assebezogenen ktivität von Radionukliden ÄQUIVL/MSSKT-01 Die auf die Masse eines Radionuklids bezogene ktivität a, ist von seine Halbwetszeit t abhängig und wid wie i nhang ausgefüht wid - nach Gleichung (1) beechnet: a, ln 2 4, = = = (1) t M t M a, auf die Masse eines Radionuklids bezogene ktivität in Bqg -1 ; ktivität des Radionuklids in Bq; Masse des Radionuklids in g; vogado-konstante (Loschidtsche Zahl): 6, ol 1 ; t Halbwetszeit des Radionuklids in s; M stoffengenbezogene Masse des Radionuklids in gol -1 (de Zahlenwet fü M entspicht de Massenzahl eines Radionuklids). Bei de Definition de spezifischen ktivität eines adioaktiven Stoffes (a = /) wid it die Masse des gesaten adioaktiven Stoffes einschließlich alle nicht adioaktiven Beiengungen bezeichnet (1). Da in diese Kapitel it nu die Masse des beteffenden Radionuklids bezeichnet wid, wid u Vewechslungen zu veeiden it a, die auf die Masse des Radionuklides bezogene ktivität bezeichnet. Die Einheit beide Gößen ist Bqg -1. Fühe hat an nu die auf die Masse des Radionuklides bezogene ktivität a, als spezifische ktivität bezeichnet; teilweise wid de Begiff in de Liteatu auch heute noch in diese Sinne vewendet. In Tabelle 1 sind fü ausgewählte künstliche Radionuklide und in Tabelle 2 fü ausgewählte natüliche Radionuklide die assenbezogenen ktivitäten, wie sie sich nach Gleichung (1) egeben, zusaengestellt.

3 ÄQUIVL/MSSKT-02 Tab. 1: uf die Masse von ausgewählten künstlichen Radionukliden bezogene ktivität Radionuklid Halbwetszeit # t in s uf die Masse bezogene ktivität a, in Bqg -1 P-32 1, , C-51 2, , Mn-54 2, , Co-58 6, , Co-60 1, , Fe-55 8, , Fe-59 3, , i-63 3, , Zn-65 2, , S-90 9, , Tc-99 2, , I-125 5, , I-131 6, , Cs-134 6, , Cs-137 9, , Tl-201 2, , Pu-238 2, , Pu-239 7, , Pu-240 2, , Pu-241 4, , , , C-242 1, , C-244 5, , # Halbwetszeiten nach Kapitel Kenphysikalische Daten

4 ÄQUIVL/MSSKT-03 Tab. 2: uf die Masse von ausgewählten natülichen Radionukliden bezogene ktivität Radionuklid Halbwetszeit # t in s uf die Masse bezogene ktivität a, in Bqg -1 U-238 1, , U-235 2, , U-234 7, , Th-232 4, , Th-230 2, , Th-228 6, , Ra-228 1, , Ra-226 5, , Ra-224 3, , Po-210 1, , Pb-210 7, , U *) nat 2, Th *) nat 1, *) # 1 Bq U nat = 0,4888 Bq U ,0225 Bq U ,4888 Bq U Bq Th nat = 0,5 Bq Th ,5 Bq Th-228 Halbwetszeiten nach Kapitel Kenphysikalische Daten Mit Hilfe diese Wete lassen sich ktivitätskonzentationen von Radionukliden, z. B. i bwasse aus kentechnischen nlagen ode von natülichen Radionukliden i Tinkwasse sowie in Lebensitteln, in Massenkonzentationen uechnen. In Tabelle 3 sind fü ausgewählte Radionuklide Massenkonzentationen angegeben, die eine ktivitätskonzentation von jeweils 1 Bql -1 entspechen. Tab. 3: Massenkonzentationen ausgewählte Radionuklide bei eine ktivitätskonzentation von 1 Bql -1 Radionuklid Massenkonzentation in µgl -1 Co-60 2,410-8 Ra-226 2,710-5 Th U U Pu-240 1,210-4 nekung: Fü die Paxis bedeutet dies, dass wegen de elativ hohen Massenkonzentationen von Th-232, U-235 und U-238 gegenübe andeen Radionukliden diese ittels Massenspektoetie it induktiv ezeugte Plasa (ICP-MS), beispielsweise in Wasse, epfindliche nachgewiesen weden können als nach de in de Radioaktivitätsesstechnik zu Bestiung von lphastahlen üblichen Methode de lphaspektoetie. Liteatu (1) o DI 6814 Teil 4 Begiffe und Benennungen in de adiologischen Technik; Radioaktivität

5 nhang: ÄQUIVL/MSSKT-04 Vogehensweise bei de Beechnung de assebezogenen ktivität eines Radionuklids 1. Das Gesetz des adioaktiven Zefalls lautet: d dt = λ (1) λ t = e 0 (2) nzahl de toe des Radionuklids ; 0 zu Zeitpunkt t = t 0 ; λ Zefallskonstante des Radionuklids in s -1 ; t Zeitdaue in s. 2. Die ktivität eines Radionuklids wid nach den Gleichungen (3) und (4) beechnet: = λ (3) ln 2 = λ (4) t ktivität des Radionuklids in Bq; t Halbwetszeit des Radionuklids in s. 3. Die stoffengenbezogene Masse M ist in Gleichung (5) definiet: M = n (5) Masse des Stoffes in g; n Stoffenge in ol; M stoffengenbezogene Masse in gol -1. Die Masse eines Systes aus toen wid nach Gleichung (6) beechnet: = a (6) wobei a die Masse eines tos ode eines Moleküls in g ist.

6 ÄQUIVL/MSSKT-05 us den Gleichungen (5) und (6) folgt Gleichung (7): M n n = = a = a (7) it de vogado-konstanten = /n, d. h. ist gleich de nzahl de toe ode Moleküle in eine Mol Stoffenge. Dait folgt geäß Gleichung (8): M a = (8) nekung: a kann in de Einheit u (atoae Masseneinheit) angegeben weden. Das heißt, de Zahlenwet von M in gol -1 ist gleich de Zahlenwet de Teilchenasse in u (Massenzahl des Isotops). 4. Die ktivität eines Radionuklids it de Masse wid ausgehend von den Gleichungen (3), (6) und (8) geäß Gleichung (9) beechnet: = λ (9) M Fü die Masse von eine Ga, d. h. fü die auf die Masse eines Radionuklids bezogene ktivität a, gilt dann unte Beücksichtigung von Gleichung (4) die Gleichung (10): a 4, , = (10) t M

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