คูรี (หน่วย)
| คูรี | |
|---|---|
 ตัวอย่างของเรเดียม ธาตุที่ใช้ในการกำหนดนิยามดั้งเดิมของหน่วยวัดคิวรี | |
| ข้อมูลทั่วไป | |
| หน่วย ของ | กิจกรรม |
| เครื่องหมาย | ซี |
| ตั้งชื่อตาม | ปิแอร์ กูรีและมารี กูรี |
| การแปลง | |
| 1 ลูกบาศก์เซนติเมตรใน... | ... เท่ากับ ... |
| รัทเธอร์ฟอร์ด | ถนนหมายเลข 37,000 |
| หน่วยอนุพันธ์ SI | 37 GBq |
| หน่วยฐาน SI | 3.7 × 10 10 s −1 |
คูรี (สัญลักษณ์Ci ) เป็นหน่วยวัดกัมมันตภาพรังสี ที่ไม่ใช่หน่วย SIซึ่งกำหนดขึ้นครั้งแรกในปี 1910 ตามประกาศในNatureในขณะนั้น หน่วยนี้ได้รับการตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่ปิแอร์ คูรี [ 1 ] แต่บางคนก็ถือว่าตั้ง ชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่มาเรีย สกโลโดว์สกา-คูรีด้วยเช่นกัน[ 2 ]และในเอกสารทางวิชาการในภายหลังถือว่าตั้งชื่อตามทั้งสองคน[ 3 ]
ในปี พ.ศ. 2453 เดิมทีมีการกำหนดไว้ว่า "ปริมาณหรือมวลของการปล่อยเรเดียมที่อยู่ในสมดุลกับเรเดียม (ธาตุ) หนึ่งกรัม" [ 1 ]ในแง่สมัยใหม่ 1 คูรีคือมวลของเรดอน-222ที่อยู่ในสมดุล กับ เรเดียม-226หนึ่งกรัม
ในปี พ.ศ. 2507 ได้มีการกำหนดนิยามใหม่เป็น 1 Ci =การสลายตัว3.7 × 10 10ต่อวินาที[ 4 ]หลังจากการวัดกิจกรรมของ226 Ra ที่แม่นยำยิ่งขึ้น (ซึ่งมีกิจกรรมจำเพาะของ3.66 × 10 10 Bq/g [ 5 ] )
ในปี พ.ศ. 2518 การประชุมใหญ่ว่าด้วยมาตรวัดและน้ำหนักได้ให้ สถานะอย่างเป็นทางการแก่ เบคเคอเรล (Bq) ซึ่งกำหนดเป็นการสลายตัวของนิวเคลียร์หนึ่งครั้งต่อวินาที ให้เป็นหน่วย SIของกิจกรรม[ 6 ] ดังนั้น:
- 1 Ci =3.7 × 10 10 Bq = 37 GBq
และ
- 1 Bq ≅2.703 × 10 −11 Ci ≅ 27 pCi
แม้ว่า สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ (NIST) [ 7 ] และหน่วยงานอื่นๆ จะไม่สนับสนุนการใช้งานอย่างต่อเนื่องแต่คูรีก็ยังคงถูกใช้อย่างแพร่หลายในภาครัฐ อุตสาหกรรม และการแพทย์ในสหรัฐอเมริกาและประเทศอื่นๆ
ในการประชุมปี 1910 ซึ่งเป็นการกำหนดนิยามของหน่วยคิวรีในตอนแรก มีการเสนอให้หน่วยคิวรีเทียบเท่ากับเรเดียม 10 นาโนกรัม (ซึ่งเป็นปริมาณที่ใช้งานได้จริง) แต่มาเรีย คิวรี หลังจากที่ยอมรับในตอนแรก ก็เปลี่ยนใจและยืนยันให้ใช้เรเดียม 1 กรัม ตามที่เบอร์แทรม โบลต์วู ดกล่าวไว้ มาเรีย คิวรีคิดว่า "การใช้ชื่อ 'คิวรี' สำหรับปริมาณที่เล็กจิ๋วเช่นนี้ไม่เหมาะสมอย่างยิ่ง" [ 2 ]
พลังงานที่ปล่อยออกมาจากการสลายตัวของสารกัมมันตรังสีที่สอดคล้องกับหนึ่งคูรี สามารถคำนวณได้โดยการคูณพลังงานจากการสลายตัวด้วยค่าประมาณ 5.93 มิลลิวัตต์ / เมกะอิเล็กตรอนโวลต์
เครื่องฉายรังสีอาจมีไอโซโทปรังสีประมาณ 1000 Ci เช่นซีเซียม-137หรือโคบอลต์-60ปริมาณกัมมันตภาพรังสีนี้สามารถก่อให้เกิดผลกระทบต่อสุขภาพอย่างร้ายแรงได้แม้เพียงไม่กี่นาทีของการสัมผัสในระยะใกล้โดยไม่มีการป้องกัน
การสลายตัวของสารกัมมันตรังสีสามารถนำไปสู่การปล่อยรังสีอนุภาคหรือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า การรับประทานสารกัมมันตรังสีบางชนิดที่ปล่อยอนุภาคแม้ในปริมาณเล็กน้อยก็อาจถึงแก่ชีวิตได้ ตัวอย่างเช่นปริมาณรังสีที่ทำให้เสียชีวิตครึ่งหนึ่ง (LD-50) สำหรับโพโลเนียม -210 ที่รับประทานเข้าไปคือ 240 ไมโครคูรี หรือประมาณ 53.5 นาโนกรัม
ร่างกายมนุษย์โดยทั่วไปมีโพแทสเซียม-40 ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติประมาณ 0.1 ไมโครคูรี (14 มิลลิกรัม) ร่างกายมนุษย์ที่มีคาร์บอน16 กิโลกรัม (35 ปอนด์) (ดู องค์ประกอบของร่างกายมนุษย์ ) จะมี คาร์บอน-14ประมาณ 24 นาโนกรัม หรือ 0.1 ไมโคร คูรี เมื่อรวมกันแล้ว จะทำให้เกิดการสลายตัวประมาณ 0.2 ไมโครคูรี หรือ 7400 ครั้งต่อวินาทีภายในร่างกายของบุคคลนั้น (ส่วนใหญ่เกิดจากการสลายตัวแบบเบตา แต่บางส่วนเกิดจากการสลายตัวแบบแกมมา)
ในฐานะมาตรวัดปริมาณ
หน่วยของกิจกรรม (คูรีและเบคเคอเรล) ยังหมายถึงปริมาณของอะตอมกัมมันตรังสีด้วย เนื่องจากความน่าจะเป็นของการสลายตัวเป็นปริมาณทางกายภาพคงที่ ดังนั้นสำหรับจำนวนอะตอมของนิวไคลด์กัมมันตรังสี ชนิดใดชนิดหนึ่งที่ทราบแล้ว จำนวนอะตอมที่จะสลายตัวในเวลาที่กำหนดก็สามารถคาดการณ์ได้ จำนวนการสลายตัวที่จะเกิดขึ้นในหนึ่งวินาทีในอะตอมหนึ่งกรัมของนิวไคลด์กัมมันตรังสีชนิดใดชนิดหนึ่งเรียกว่ากิจกรรมจำเพาะของนิวไคลด์กัมมันตรังสีนั้น
ค่ากัมมันตภาพของตัวอย่างจะลดลงตามเวลาเนื่องจากการเสื่อมสภาพ
กฎการสลายตัวของสารกัมมันตรังสีสามารถใช้แปลงค่ากัมมันตภาพรังสีเป็นจำนวนอะตอมจริงได้ โดยระบุว่า อะตอมกัมมันตรังสี 1 Ci จะเป็นไปตามสมการ
- N (อะตอม) × แลม (s −1 ) = 1 Ci = 3.7 × 10 10 Bq,
และดังนั้น
- N = 3.7 × 10 10 Bq / λ ,
โดยที่λคือค่าคงที่การสลายตัวในหน่วยs −1
ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างบางส่วน เรียงลำดับตามครึ่งชีวิต:
| นิวไคลด์ | มวลไอโซโทป ( Da ) [ 9 ] | จำนวนอะตอมใน 1 กรัม | ครึ่งชีวิต[ 10 ] [ a ] | กิจกรรมจำเพาะ (Ci/g) | มวล 1 คูรี |
|---|---|---|---|---|---|
| 209บีไอ | 208.9803986 | 2.8816773×10 21 | 2.01×10 19ปี | 8.51×10 −17 | 11.7 พันล้านตัน |
| 190คะแนน | 189.9599498 | 3.1702160×10 21 | 4.83×10 11ปี | 3.90×10 −9 | 257 ตัน |
| 147ตร.ม. | 146.9149044 | 4.0990673×10 21 | 1.066×10 11ปี | 2.28×10 −8 | 43.8 ตัน |
| 232ธ. | 232.0380536 | 2.5953246×10 21 | 1.405×10 10ปี | 1.10×10 −7 (0.110 μCi/g) | 9.12 ตัน |
| 238ยู | 238.0507876 | 2.5297714×10 21 | 4.468×10 9 ปี | 3.36×10 −7 (0.336 μCi/g) | 2.98 ตัน |
| 40กก. | 39.96399817 | 1.50689146×10 22 | 1.248×10 9ปี | 7.18×10 −6 (7.17 μCi/g) | 140 กก. |
| 235ยูนิต | 235.0439281 | 2.5621342×10 21 | 7.038×10 8ปี | 2.16×10 −6 (2.16 μCi/g) | 463 กก. |
| 129ฉัน | 128.9049836 | 4.6717672×10 21 | 1.614×10 7ปี | 1.72×10 −4 (172 μCi/g) | 5.82 กก. |
| 99ทซี | 98.90624968 | 6.0887363×10 21 | 2.111×10 5ปี | 1.71×10 −4 | 58.4 กรัม |
| 239พู | 239.0521616 | 2.5191744×10 21 | 2.411×10 4ปี | 6.20×10 −2 | 16.1 กรัม |
| 240พู | 240.0538117 | 2.5086628×10 21 | 6561 ปี | 0.227 | 4.41 กรัม |
| 14องศาเซลเซียส | 14.00324199 | 4.30053323×10 22 | 5700 ปี | 4.48 | 223 มก. |
| 226รา | 226.0254082 | 2.6643645×10 21 | 1600 ปี | 0.989 | 1.01 กรัม |
| 241ม. | 241.0568273 | 2.4982245×10 21 | 432.6 ปี | 3.43 | 292 มก. |
| 238พู | 238.0495582 | 2.5297845×10 21 | 87.7 ปี | 17.1 | 58.4 มก. |
| 137ซี | 136.9070893 | 4.3987063×10 21 | 30.04 ปี | 86.9 | 11.5 มก. |
| 90ซีเนียร์ | 89.9077279 | 6.6981347×10 21 | 28.91 ปี | 138 | 7.27 มก. |
| 241พู | 241.0568497 | 2.4982243×10 21 | 14.329 ปี | 104 | 9.66 มก. |
| 3ชั่วโมง | 3.016049281320 | 1.996698393×10 23 | 12.32 ปี | 9.62×10 3 | 104 ไมโครกรัม |
| 228รา | 228.0310686 | 2.6409299×10 21 | 5.75 ปี | 273 | 3.67 มก. |
| 60โค | 59.93381554 | 1.00479849×10 22 | 5.2714 ปี | 1.13×10 3 | 884 ไมโครกรัม |
| 210โป | 209.9828737 | 2.8679200×10 21 | 138.376 วัน | 4.49×10 3 | 223 ไมโครกรัม |
| 131ฉัน | 130.9061264 | 4.6003506×10 21 | 8.0249 วัน | 1.24×10 5 | 8.05 ไมโครกรัม |
| 123ฉัน | 122.9055898 | 4.8998103×10 21 | 13.2232 น. | 1.93×10 6 | 519 นาโนกรัม |
| 212พีบี | 211.9918959 | 2.8407410×10 21 | 10.627 ชั่วโมง | 1.39×10 6 | 719 นาโนกรัม |
| 223ฟรังก์ | 223.0197342 | 2.7002726×10 21 | 22.00 นาที | 3.83×10 7 | 26.1 นาโนกรัม |
| 212โป | 211.9888680 | 2.8407816×10 21 | 294.4 นาโนวินาที | 1.81×10 17 | 5.53 อะก. |
ปริมาณที่เกี่ยวข้องกับรังสี
ตารางต่อไปนี้แสดงปริมาณรังสีในหน่วย SI และหน่วยที่ไม่ใช่ SI:
| ปริมาณ | หน่วย | เครื่องหมาย | อนุพันธ์ | ปี | เทียบเท่าระบบSI |
|---|---|---|---|---|---|
| กิจกรรม ( ก ) | เบคเคอเรล | บีคิว | s −1 | พ.ศ. 2517 | หน่วย SI |
| คูรี | ซี | 3.7 × 10 10 s −1 | 1953 | 3.7 × 10 10 Bq | |
| รัทเธอร์ฟอร์ด | ถนน | 10 6 วินาที−1 | 1946 | 1,000,000 บี คิว | |
| การสัมผัส ( X ) | คูลอมบ์ต่อกิโลกรัม | ซี/กก. | C⋅kg −1ของอากาศ | พ.ศ. 2517 | หน่วย SI |
| รอนต์เกน | อาร์ | esu /0.001 293 กรัมของอากาศ | 1928 | 2.58 × 10 −4 C/กก. | |
| ปริมาณรังสีที่ดูดซึม ( D ) | สีเทา | จี | J ⋅kg −1 | พ.ศ. 2517 | หน่วย SI |
| เอิร์กต่อกรัม | เอิร์ก/กรัม | เอิร์ก⋅ก−1 | 1950 | 1.0 × 10 −4 Gy | |
| แรด | แรด | 100 เอิร์ก⋅กรัม−1 | 1953 | 0.010 จี | |
| ปริมาณยาเทียบเท่า ( H ) | ซีเวิร์ต | สว. | J⋅kg −1 × W | พ.ศ. 2520 | หน่วย SI |
| มนุษย์เทียบเท่ารอนต์เกน | เรม | 100 erg⋅g −1 × W | 1971 | 0.010 Sv | |
| ปริมาณยาที่มีประสิทธิภาพ ( E ) | ซีเวิร์ต | สว. | J⋅kg −1 × W × W | พ.ศ. 2520 | หน่วย SI |
| มนุษย์เทียบเท่ารอนต์เกน | เรม | 100 erg⋅g −1 × W × W | 1971 | 0.010 Sv |