Aktivität und Strahlung

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Wie stark strahlt ein Stoff?

Bisher weißt du, welche Strahlung ein Stoff aussendet.

Bekannt:Die Strahlungsart α, β oder γ.
Offen:Wie stark eine Probe strahlt.
Deshalb:Zwei Beobachtungen zeigen: Die Art allein reicht nicht.

Beobachtung 1 · Zwei SteineEin Zählrohr an zwei Gesteinsproben: Beim einen knackt es alle paar Sekunden, beim anderen prasselt es ununterbrochen. Beide sind radioaktiv — aber wie viel stärker ist der zweite?

Beobachtung 2 · Milch nach FukushimaEine kleine Packung Milch mit 160 Bq darf nicht verkauft werden — ein ganzer Tank mit 22 000 Bq schon. Wie kann das sein?

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Zerfälle pro Sekunde

Gezählt wird nicht, wie viele Kerne da sind, sondern wie viele zerfallen.

Zählen:Jeder Zerfall ist ein Ereignis pro Zeit.
Einheit:1 Becquerel (Bq) ist ein Zerfall pro Sekunde.
Größen:Praktisch rechnet man in kBq und MBq.
Vergleichen:Zu einem Grenzwert passt nur die Aktivität je Kilogramm.

Merke

Aktivität in drei Sätzen:

Aktivität A = Zerfälle pro Sekunde

Bedeutung: A zählt, wie viele Kerne pro Sekunde zerfallen.

Einheit: 1 Bq = 1 Zerfall pro Sekunde. 1 Bq ist winzig, deshalb kBq (1000 Bq) und MBq (1 000 000 Bq).

Grenzwert: Bedenklich oder nicht sagt erst die spezifische Aktivität a = A : m, also die Aktivität je Kilogramm.

Aktivität: Sie gibt an, wie viele Kerne pro Sekunde zerfallen; 1 Bq ist ein Zerfall pro Sekunde.

Grenzwerte: Ob eine Probe bedenklich ist, entscheidet die spezifische Aktivität, also die Aktivität je Kilogramm, nicht die Aktivität allein.

Merke

Aktivität · spezifische Aktivität:

\( A \;=\; \dfrac{N}{t} \qquad a \;=\; \dfrac{A}{m} \)

N: Anzahl der gezählten Zerfälle.

t: Messzeit in Sekunden (s).

m: Masse der Probe in Kilogramm (kg).

Einheiten: [A] = 1 Bq, [a] = 1 Bq je kg.

Vom Zählen zum Etikett
Angabe	bedeutet
600 Zerfälle in 60 s	A = 600 : 60 s = 10 Bq
A = 3,3 kBq (Ra-226, Schulpräparat)	3300 Zerfälle pro Sekunde
A = 1 MBq	eine Million Zerfälle pro Sekunde

0,5 l Milch · A = 160 Bqa = 160 Bq : 0,5 kg = 320 Bq je kg → über 300 → nicht zulässig.

75 l Tank · A = 22 kBqa = 22 000 Bq : 75 kg ≈ 293 Bq je kg → unter 300 → zulässig.

✓ Beobachtung 1 gelöstDas Prasseln ist die höhere Aktivität: mehr Zerfälle pro Sekunde. Wie viel genau, sagt erst die Rechnung A = N : t — nicht das Ohr.

✓ Beobachtung 2 gelöstDer Tank hat mehr Becquerel, aber auf 75 kg verteilt. Die Packung drängt 160 Bq in nur 0,5 kg. Grenzwerte gelten je Kilogramm.

Teil 1 zeigt, wie aus gezählten Zerfällen die Aktivität A = N : t berechnet wird. Teil 2 vergleicht die spezifische Aktivität mit dem Grenzwert von 300 Bq je kg.

Aktivität des Präparats50 Bq

Messzeit t

Halte fest: Die gezählte Anzahl N fällt bei jeder Messung etwas anders aus — Zerfall ist zufällig. Je länger du misst, desto näher liegt A an der wahren Aktivität.

Die Ampel vergleicht die spezifische Aktivität mit dem Grenzwert von 300 Bq je kg. Stelle Aktivität und Masse der Probe ein.

Aktivität A160 Bq

Masse m0,5 kg

Halte fest: Entscheidend für den Grenzwert ist die Aktivität je Kilogramm, nicht die Aktivität der ganzen Probe.

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Allgemeine Hinweise

Impulsrate ≠ Aktivität

250 Impulse pro Sekunde sind nicht A = 250 Bq. Das Zählrohr fängt nur einen Teil der Strahlung ein, die Aktivität ist größer.

Die Zeit zählt mit

Becquerel heißt immer „pro Sekunde“. 600 Zerfälle in 60 s sind 10 Bq, nicht 600 Bq.

Erst A : m vergleichen

Viel Aktivität heißt nicht automatisch: über dem Grenzwert. Nur a = A : m gehört zu 300 Bq je kg.

Aktivität und Strahlung