Hierin ist dN die Anzahl radioaktiver Zerfälle pro Zeitintervall dt einer Menge von N vorhandenen Kernen. Die SI-Einheit der Aktivität ist das Becquerel, wobei 1 Bq = 1 s-1 ist; bis 1985 wurde die inzwischen veraltete Einheit Curie, Ci, verwendet, die 3,7 · 1010 Bq entspricht.
Wegen des radioaktiven Zerfallsgesetzes gilt A = λN, wobei λ den pro Zeiteinheit zerfallenden Bruchteil der vorhandenen Kerne angibt. λ ist eine für jedes Nuklid charakteristische Konstante, auf die Temperatur, Druck, chemische Reaktionen etc. keinen Einfluß haben.
Als spezifische Aktivität bezeichnet man den Quotienten aus der Aktivität und der Masse eines Stoffes. Dieser Begriff wird teilweise auf bestimmte Stoffe beschränkt, z.B. auf chemisch reine Verbindungen, auf elementreine oder auf isotopenreine Stoffe. Die spezifische Aktivität des metallischen 226Ra beträgt annähernd 3,7 · 1013 Bq/kg, die des 238U, des Anfangsgliedes der Uran-Radium-Reihe, nur 12,2 · 106 Bq/kg.
Die Aktivitätskonzentration bezeichnet die Aktivität pro Volumeneinheit. Sie wird in Bq/m3 oder Bq/l angegeben.
Als Flächenaktivität wird der Quotient aus Aktivität und Fläche bezeichnet (Einheit: Bq/m2). Die Flächenaktivität wird besonders zur Kennzeichnung der Kontamination von Oberflächen durch radioaktive Stoffe benutzt.
Zwischen der Aktivität und der Konzentration besteht eine Beziehung. Auf diese Beziehung wird in der Lerneinheit näher eingegangen.
Löslichkeitsprodukt 45 min.
ChemieAllgemeine ChemieThermodynamik
Beschreibung des Löslichkeitsproduktes an verschiedenen Beispielen.
Chemisches Potenzial realer Mischungen – Aktivitäten30 min.
ChemiePhysikalische ChemieThermodynamik
Es wird die Konzentrationsabhängigkeit des chemischen Potenzials idealer und realer Mischungen gezeigt. Dazu wird die Aktivität und deren Koeffizienten eingeführt und deren Bedeutung für die thermodynamische Gleichgewichtskonstante behandelt.
Binäre Gas/Flüssigkeitsgleichgewichte - Raoult-Fall30 min.
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Wir betrachten in diesem Kapitel binäre Systeme, in denen Gleichgewicht zwischen einer flüssigen und gasförmigen Phase besteht. Zielgröße ist der Dampfdruck eines Lösemittels in Abhängigkeit von der Konzentration eines wenig flüchtigen gelösten Stoffes.
Binäre Gas/Flüssigkeits-Gleichgewichte - Henry-Fall20 min.
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Wir betrachten in dieser Lerneinheit binäre Systeme mit einer flüssigen und gasförmigen Phase. Zielgröße ist die Stoffmenge eines Gases, die sich im Phasengleichgewicht für gegebenen Gasdruck in einem Lösemittel einstellt.
Die radioaktive Kontamination von Stoffen, egal ob Luft, Wasser, Boden, Baustoffe oder Lebensmittel, wird in der Regel
angegeben. In besonderen Fällen wird die Aktivität auch auf die Fläche bezogen, wie z. B. bei der Ablagerung von Radionukliden auf dem Erdboden nach dem (Einheit: Becquerel pro Quadratmeter oder Quadratkilometer (Bq/m² oder Bq/km²)).
Wie wird die Aktivität eines Radionuklids gemessen?
Die Aktivität eines Radionuklids ist eine reine Messgröße. Sie gibt die Anzahl der Atomkerne an, die pro Sekunde zerfallen.
Die Aktivität eines Radionuklids in einer Probe kann im mit speziellen Messgeräten sehr empfindlich gemessen werden, entweder direkt (bei Gammastrahlern) oder nach einer radiochemischen Aufarbeitung der Probe (bei Alpha- und Betastrahlern). Sie sagt jedoch nichts darüber aus, wie gefährlich das Radionuklid für den Menschen ist.
Welche Faktoren sind für die Schädlichkeit eines Radionuklids bedeutsam?
Für die mögliche ist nicht nur die Art des Radionuklids und seine Aktivität wichtig, sondern auch, ob das Radionuklid von außen auf den Menschen wirkt oder in den menschlichen Körper gelangt.
So ist z. B. ein Alphastrahler außerhalb des Körpers völlig ungefährlich, da er bereits durch wenige Zentimeter Luft vollständig abgeschirmt wird, unabhängig davon, wie hoch seine Aktivität ist. Wird jedoch dieser Alphastrahler aufgewirbelt und gelangt eine größere Menge (höhere Aktivität) mit der Atemluft in den menschlichen Körper, kann dies zu gesundheitlichen Schäden führen.
Dosiswerte machen Strahlenbelastungen vergleichbar
Um Aussagen über die mögliche gesundheitliche Gefährdung des Menschen machen zu können, müssen die gemessenen Aktivitäten (pro Masse oder Volumen) der radioaktiven Stoffe in Dosen (Organdosis oder effektive Dosis, Einheit: Sievert (Sv)) umgerechnet werden.
Erst diese berechneten Dosen sind ein Maß für mögliche gesundheitliche Schäden eines Organs (Organdosis) oder des gesamten menschlichen Körpers (effektive Dosis). Mithilfe dieser Dosen (nicht mithilfe der Aktivitäten!) kann die Gefährlichkeit verschiedener Radionuklide untereinander oder mit anderen Strahlenbelastungen, wie z. B. der Strahlenbelastung durch oder durch , verglichen werden.
Bei radioaktiven Stoffen, die von außen auf den Menschen einwirken (äußere Strahlenbelastung), sind für die Höhe der Dosis neben der Art des Radionuklids und seiner Aktivität auch die Verteilung in der Umwelt (z. B. im Boden, in Baustoffen) sowie die Aufenthaltsorte und -zeiten des Menschen maßgebend.
Wenn radioaktive Stoffe in den menschlichen Körper gelangen (innere Strahlenbelastung), wird die Höhe der Dosis bestimmt durch