Specifická činnost - Specific activity
![]() | tento článek může být pro většinu čtenářů příliš technická na to, aby tomu rozuměli. Prosím pomozte to vylepšit na aby to bylo srozumitelné pro neodborníky, aniž by byly odstraněny technické podrobnosti. (Leden 2014) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) |
Aktivita | |
---|---|
Společné symboly | A |
Jednotka SI | becquerel |
Ostatní jednotky | rutherford, kurie |
v Základní jednotky SI | s−1 |
Specifická činnost | |
---|---|
Společné symboly | A |
Jednotka SI | becquerel za kilogram |
Ostatní jednotky | rutherford za gram, kurie na gram |
v Základní jednotky SI | s−1 kg−1 |
Specifická činnost je aktivita na množství a radionuklid a je fyzickou vlastností tohoto radionuklidu.[1][2]
Aktivita je množství související s radioaktivita, pro které Jednotka SI je becquerel (Bq), rovno jedné vzájemná sekunda.[3] Becquerel je definován jako počet radioaktivních transformací za sekundu, ke kterým dochází v konkrétním radionuklidu. Starší jednotkou aktivity, která není SI, je kurie (Ci), což je 3.7×1010 transformace za sekundu.
Protože pravděpodobnost radioaktivní rozpad pro daný radionuklid je fixní Fyzické množství (až na malé výjimky viz měnící se rychlosti rozpadu ), počet rozpadů, které se v daném čase vyskytnou při určitém počtu atomů daného radionuklidu, je také pevnou fyzikální veličinou (pokud existuje dostatečný počet atomů, aby ignoroval statistické výkyvy).
Tím pádem, konkrétní činnost je definována jako aktivita na množství atomů konkrétního radionuklidu. Obvykle se udává v jednotkách Bq / Kg, ale další běžně používanou jednotkou aktivity je curie (Ci) umožňující definici specifické aktivity v Ci / g. Množství specifické aktivity by nemělo být zaměňováno s úrovní expozice ionizujícímu záření, a tedy s expozicí nebo absorbovanou dávkou. The absorbovaná dávka je množství důležité pro hodnocení účinků ionizujícího záření na člověka.
Formulace
Vztah mezi λ a T1/2
Radioaktivita je vyjádřena jako rychlost rozpadu konkrétního radionuklidu s rozpadovou konstantou λ a počet atomů N:
Integrální řešení popisuje exponenciální úpadek:
kde N0 je počáteční množství atomů v čase t = 0.
Poločas rozpadu T1/2 je definována jako doba, po kterou polovina daného množství radioaktivních atomů podstoupí radioaktivní rozpad:
Vezmeme-li přirozený logaritmus obou stran, poločas je dán vztahem
Naopak konstanta rozpadu λ lze odvodit z poločasu T1/2 tak jako
Výpočet specifické činnosti
Hmotnost radionuklidu je dána vztahem
kde M je molární hmotnost radionuklidu a NA je Avogadro konstantní. Prakticky hromadné číslo A radionuklidu je ve zlomku 1% molární hmotnosti vyjádřené v g / mol a lze jej použít jako aproximaci.
Specifická radioaktivita A je definována jako radioaktivita na jednotku hmotnosti radionuklidu:
Specifickou radioaktivitu tedy lze popsat také pomocí
Tato rovnice je zjednodušena na
Když je jednotka poločasu místo v sekundách v letech:
Příklad: specifická aktivita Ra-226
Například specifická radioaktivita radium-226 s poločasem rozpadu 1600 let se získá jako
Tato hodnota odvozená od radia 226 byla definována jako jednotka radioaktivity známá jako kurie (Ci).
Výpočet poločasu rozpadu ze specifické činnosti
K výpočtu lze použít experimentálně měřenou specifickou aktivitu poločas rozpadu radionuklidu.
Kde konstanta rozpadu λ souvisí se specifickou radioaktivitou A následující rovnicí:
Poločas tedy lze popsat také
Příklad: poločas rozpadu Rb-87
Jeden gram rubidium-87 a rychlost počítání radioaktivity, kterou po požití plný úhel účinky v úvahu, je v souladu s rychlostí rozpadu 3200 rozpadů za sekundu odpovídá specifické aktivitě 3.2×106 Bq / kg. Rubidium atomová hmotnost je 87 g / mol, takže jeden gram je 1/87 molu. Zapojení čísel:
Příklady
Izotop | Poločas rozpadu | Hmotnost 1 curie | Specifická aktivita (Ci / g) |
---|---|---|---|
232Čt | 1.405×1010 let | 9,1 tuny | 1.1×10−7 (110 000 pCi / g, 0,11 μCi / g) |
238U | 4.471×109 let | 2,977 tun | 3.4×10−7 (340 000 pCi / g, 0,34 μCi / g) |
40K. | 1.25×109 let | 140 kg | 7.1×10−6 (7 100 000 pCi / g, 7,1 μCi / g) |
235U | 7.038×108 let | 463 kg | 2.2×10−6 (2 160 000 pCi / g, 2,2 μCi / g) |
129Já | 15.7×106 let | 5,66 kg | 0.00018 |
99Tc | 211×103 let | 58 g | 0.017 |
239Pu | 24.11×103 let | 16 g | 0.063 |
240Pu | 6563 let | 4,4 g | 0.23 |
14C | 5730 let | 0,22 g | 4.5 |
226Ra | 1601 let | 1,01 g | 0.99 |
241Dopoledne | 432,6 let | 0,29 g | 3.43 |
238Pu | 88 let | 59 mg | 17 |
137Čs | 30,17 let | 12 mg | 83 |
90Sr | 28,8 let | 7,2 mg | 139 |
241Pu | 14 let | 9,4 mg | 106 |
3H | 12,32 let | 104 μg | 9,621 |
228Ra | 5,75 let | 3,67 mg | 273 |
60Spol | 1925 dní | 883 μg | 1,132 |
210Po | 138 dní | 223 μg | 4,484 |
131Já | 8,02 dne | 8 μg | 125,000 |
123Já | 13 hodin | 518 ng | 1,930,000 |
212Pb | 10,64 hodin | 719 ng | 1,390,000 |
Aplikace
Specifická aktivita radionuklidů je zvláště důležitá, pokud jde o jejich výběr pro výrobu pro terapeutická léčiva, stejně jako pro imunotesty nebo jiné diagnostické postupy nebo hodnocení radioaktivity v určitých prostředích, mezi několika dalšími biomedicínskými aplikacemi.[4][5][6][7][8][9]
Množství | Jednotka | Symbol | Derivace | Rok | SI rovnocennost |
---|---|---|---|---|---|
Aktivita (A) | becquerel | Bq | s−1 | 1974 | Jednotka SI |
kurie | Ci | 3.7 × 1010 s−1 | 1953 | 3.7×1010 Bq | |
rutherford | Rd | 106 s−1 | 1946 | 1 000 000 Bq | |
Vystavení (X) | coulomb za kilogram | C / kg | C⋅kg−1 vzduchu | 1974 | Jednotka SI |
röntgen | R | esu / 0,001293 g vzduchu | 1928 | 2.58 × 10−4 C / kg | |
Absorbovaná dávka (D) | šedá | Gy | J ⋅kg−1 | 1974 | Jednotka SI |
erg na gram | erg / g | erg⋅g−1 | 1950 | 1.0 × 10−4 Gy | |
rad | rad | 100 erg⋅g−1 | 1953 | 0,010 Gy | |
Ekvivalentní dávka (H) | sievert | Sv | J⋅kg−1 × ŽR | 1977 | Jednotka SI |
röntgen ekvivalentní muž | rem | 100 erg⋅g−1 X ŽR | 1971 | 0,010 Sv | |
Efektivní dávka (E) | sievert | Sv | J⋅kg−1 × ŽR X ŽT | 1977 | Jednotka SI |
röntgen ekvivalentní muž | rem | 100 erg⋅g−1 X ŽR X ŽT | 1971 | 0,010 Sv |
Reference
- ^ Breeman, Wouter A. P .; Jong, Marion; Visser, Theo J .; Erion, Jack L .; Krenning, Eric P. (2003). "Optimalizace podmínek pro radioaktivní značení DOTA-peptidů pomocí 90Y, 111V a 177Lu při vysokých specifických činnostech “. Evropský žurnál nukleární medicíny a molekulárního zobrazování. 30 (6): 917–920. doi:10.1007 / s00259-003-1142-0. ISSN 1619-7070. PMID 12677301.
- ^ de Goeij, J. J. M .; Bonardi, M. L. (2005). „Jak definujeme pojmy specifická aktivita, radioaktivní koncentrace, nosič, bez nosiče a bez nosiče?“. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 263 (1): 13–18. doi:10.1007 / s10967-005-0004-6. ISSN 0236-5731.
- ^ "SI jednotky pro ionizující záření: becquerel". Usnesení 15. CGPM (Rozlišení 8). 1975. Citováno 3. července 2015.
- ^ Duursma, E. K. „Specifická aktivita radionuklidů sorbovaných mořskými sedimenty ve vztahu ke složení stabilních prvků“. Radioaktivní kontaminace mořského prostředí (1973): 57–71.
- ^ Wessels, Barry W. (1984). "Výběr radionuklidů a modelové výpočty absorbované dávky pro radioaktivně značené protilátky spojené s nádorem". Lékařská fyzika. 11 (5): 638–645. Bibcode:1984 MedPh..11..638W. doi:10.1118/1.595559. ISSN 0094-2405. PMID 6503879.
- ^ I. Weeks, I. Beheshti, F. McCapra, A. K. Campbell, J. S. Woodhead (srpen 1983). "Acridinium estery jako značení s vysokou specifickou aktivitou v imunotestu". Klinická chemie. 29 (8): 1474–1479. doi:10.1093 / clinchem / 29.8.1474. PMID 6191885.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
- ^ Neves, M .; Kling, A .; Lambrecht, R. M. (2002). "Výroba radionuklidů pro terapeutická radiofarmaka". Aplikované záření a izotopy. 57 (5): 657–664. doi:10.1016 / S0969-8043 (02) 00180-X. ISSN 0969-8043. PMID 12433039.
- ^ Mausner, Leonard F. (1993). "Výběr radionuklidů pro radioimunoterapii". Lékařská fyzika. 20 (2): 503–509. Bibcode:1993MedPh..20..503M. doi:10.1118/1.597045. ISSN 0094-2405. PMID 8492758.
- ^ Murray, A. S .; Marten, R .; Johnston, A .; Martin, P. (1987). „Analýza pro přirozeně se vyskytující [sic] radionuklidy při koncentracích prostředí gamaspektrometrií ". Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry articles. 115 (2): 263–288. doi:10.1007 / BF02037443. ISSN 0236-5731.
Další čtení
- Fetter, Steve; Cheng, E. T .; Mann, F. M. (1990). „Dlouhodobý radioaktivní odpad z fúzních reaktorů: část II“. Fusion Engineering and Design. 13 (2): 239–246. CiteSeerX 10.1.1.465.5945. doi:10.1016 / 0920-3796 (90) 90104-E. ISSN 0920-3796.
- Holland, Jason P .; Sheh, Yiauchung; Lewis, Jason S. (2009). „Standardizované metody pro výrobu vysoce specifického zirkonia-89“. Nukleární medicína a biologie. 36 (7): 729–739. doi:10.1016 / j.nucmedbio.2009.05.007. ISSN 0969-8051. PMC 2827875. PMID 19720285.
- McCarthy, Deborah W .; Shefer, Ruth E .; Klinkowstein, Robert E .; Bass, Laura A .; Margeneau, William H .; Cutler, Cathy S .; Anderson, Carolyn J .; Welch, Michael J. (1997). "Efektivní produkce vysoké specifické aktivity 64Cu pomocí biomedicínského cyklotronu ". Nukleární medicína a biologie. 24 (1): 35–43. doi:10.1016 / S0969-8051 (96) 00157-6. ISSN 0969-8051. PMID 9080473.