방사선(radiation)

방사선(radiation)
-원자 또는 원자핵의 에너지 준위가 불안정할 때 방출되는 에너지이며 입자나 파동의 형태로 나타난다.
-넓은 의미로 볼 때 방사선은 원자 크기 보다 작은 입자를 총칭하는 말
-원자력 법 제2조 7호에서는 방사선을
“방사선은 전자파 또는 입자선 중 직접 또는 간접적으로 공기를 전리하는 능력을 갖는 것으로써,
시행령 6조
(1) 알파선, 중양자선, 양성자선, 베타선, 기타 중하전 입자선
(2) 중성자선
(3) 감마선과 x-선
(4) 5만 전자볼트 이상의 에너지를 가진 전자선”으로 정의

 

방사선(radiation) : 불안정한 원자나 핵에서 방출되는 에너지
방사성(radioactive) : 방사선을 방출하는 성질을 나타내는 형용사
방사능(radioactivity) : 불안정한 원소의 핵이 스스로 붕괴하면서 방사선을 방출하는 능력
단위시간 당 일어나는 핵변환의 수로 정의 (21Ci = 3.7×1010Bq )
방사성 물질(radionuclide): 방사능을 가지고 있는 물질

 

Radioactivity
자발적인 핵변환은 항상 방사선 방출을 수반한다.
                        핵변환
NUCLEUS A   ----------->   NUCLEUS B
            Radiation accompanies
(radiative = accompanying radiation)

 

 

Radioactivity

핵변환율 A = Nλ

–방사능의단위:
1 becquerel (Bq) = 1 tps = 1 dps: SI-unit
1 curie (Ci) = 3.7 x 1010 Bq
(equivalent to 1 gram of 226Ra): conventional unit
kilo 1 kBq = 10^3 Bq

 

–원칙1:
핵종의 핵 변환율은 원자핵의 수에 비레한다.
dN/dt= -λN

여기서, N = 핵의수

 

- 원칙2:

N(t) = N0e^-λt

각 핵종에 대한 변환상수는 일정하며 물리적(온도, 압력) 화학적 상태에 독립적이다.
여기서, N0는t=0에서의 핵의 수.
At t = T1/2

half-life

T1/2 = ln2/λ = 0.693/λ

 

Example A
–# of nuclei per gram of pure I-131.
I-131 :
–Physical and chemical identification = iodine (Z = 53)
–Isotope identification = iodine 131 (A = 117~144)
–Radioactivity identification = half-life of 8 days
–Avogadro’s number = 6.02X10^23 (# of atoms in a mole)
N = 6.02X10^23atoms/mole ÷ 131 gram/mole
   = 4.6x10^21atoms per gram

transformation constant of I-131
λ =  0.693/T1/2

Activity of one gram of I-131.

A = λN

평균수명(mean life: )
- 방사성 원소의 평균수명은 방사성 붕괴로 딸핵종의 원자수가 처음이 되는 시간이므로
- 평균수명은 방사성 핵종이 몸 안에 투여 되었을 때 체내 피폭 계산에 사용됨

- 반감기는 원래의 수에 관계없이 핵종에 따라 고유한 값
예) 반감기의 예- 238U: 45억년, 217Ac: 100분의1.8초, 90Sr: 28.1년, 137Cs ; 30년
     암치료에 사용되는 예- 60Co: 5.3년, 226Ra: 1602년