Activité massique
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En physique nucléaire, l'activité massique d'une substance radioactive est son activité par unité de masse, et donc le nombre de désintégrations par unité de temps et par unité de masse. Cette grandeur est également appelée activité spécifique. Elle s'exprime en becquerels par kilogramme (Bq/kg), unité du Système international (SI), voire en becquerels par gramme (Bq/g).
Unités SI | becquerel par kilogramme (Bq/kg) |
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Dimension | M −1·T −1 |
Nature | Grandeur scalaire intensive |
Symbole usuel | Am |
Lien à d'autres grandeurs | = / x / |
L'activité massique permet de mesurer la quantité de substance radioactive diluée dans un échantillon donné, à partir d'une mesure de l'activité constatée, à condition d'avoir au préalable identifié le radionucléide (l'isotope) concerné.
L'activité massique d'un radionucléide pur, exprimée en Bq/g, est directement reliée à la demi-vie de l'isotope considéré, exprimée en secondes, par la formule suivante :
où est la constante d'Avogadro (en mol−1), et la masse molaire du radioisotope considéré (en g/mol).
Cette formule permet de retrouver l'activité spécifique, connaissant la demi-vie du radionucléide. En pratique, pour la détermination des constantes physiques, la mesure se fait dans l'autre sens : connaissant la masse m et l'activité A d'un échantillon, on peut déterminer directement son activité massique, et à partir de la masse molaire M, on peut ensuite calculer la demi-vie du radio-isotope :
L'activité spécifique permet de calculer la masse d'un radionucléide présente dans un échantillon, connaissant son activité, à condition d'en avoir déterminé la nature :
Par exemple, pour le tritium:
L'activité massique du tritium est, par conséquent, 3,57 × 1014 Bq/g ou 357 TBq/g ou 3,57 × 1017 Bq/kg ou 357 PBq/kg.
Autres exemples[1] :
Un granite typique a une activité massique de l'ordre de 60 Bq/kg, due à la présence de traces d'uranium. L'uranium en équilibre avec ses descendants entraîne une activité globale de 174 Bq/mg. L'activité détectée dans le granite correspond donc à une concentration de 174 / 60 × 10−6, soit 3 grammes d'uranium par tonne de granite.
Dans un kilogramme de terre ou d'écorce terrestre, il y a en moyenne 40 Bq/kg d'uranium 238 et 40 Bq/kg de chacun de ses descendants, ce qui signifie que se désintègrent, à chaque seconde, 40 atomes d'uranium 238. Si la chaîne de désintégration est à l’équilibre; il y a aussi désintégration de 40 atomes de radium 226, 40 atomes de Radon 222, etc.[2]
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