Les éléments radioactifs subissent une désintégration et la vitesse à laquelle la désintégration se produit était autrefois mesurée en curies. Le Conseil international des unions scientifiques sur les étalons, les unités et les constantes de radioactivité a défini le curie comme la « quantité de toute substance radioactive dans laquelle 3,7 × 10^10 désintégrations se produisent chaque seconde. » Les taux de désintégration varient entre les différents éléments radioactifs, de sorte que la conversion de grammes en curies, abrégé en Ci, n'est possible que lorsque la source le matériel est connu.
Établir le poids atomique de l'élément en vérifiant le tableau périodique. Par exemple, le poids atomique du cobalt-60 est de 59,92 et l'uranium-238 a le poids atomique de 238.
Convertissez la masse en moles, en utilisant la formule moles = masse de l'élément / masse atomique du élément, puis convertissez les moles en atomes en multipliant la valeur de la mole par le nombre d'Avogadro, 6,02 x 10^23. Par exemple, pour établir le nombre d'atomes dans 1 gramme de cobalt-60, calculez (1 / 59,92) x (6,02 x 10^23). Cela se résout à 1,01 x 10^22 atomes.
Remplacez l'activité de l'élément, par exemple 1,10 x 10^3 Ci pour le cobalt-60, dans la formule: r = taux d'activité x (3.700 x 10^10 atomes/s/Ci). Le résultat est "r", le nombre d'atomes en décomposition par seconde. Par exemple, 1,10 x 10^3 x 3,700 x 10^10 = 4,04 x 10^13 atomes se désintégrant par seconde, donc r = 4,04 x 10^13.
Utilisez l'équation de taux de premier ordre, r = k[nombre d'atomes]1, pour déterminer la valeur de k. Par exemple, en utilisant les valeurs de "r" et le nombre d'atomes précédemment déterminés pour le cobalt-60, l'équation devient: 4,04 x 10^13 atomes en décomposition par seconde = k[1,01 x 10^22 atomes]. Cela se résout en k = 4,1 x 10^-9 s^-1
Déterminer l'activité de désintégration, en atomes/seconde, pour l'élément. Pour ce faire, substituez le nombre d'atomes de l'échantillon dans l'équation: (4,1 x 10^-9 s^-1) x (nombre d'atomes dans l'échantillon). Par exemple, avec 1,01 x 10^22 atomes, l'équation devient: (4,1 x 10^-9 s^-1) x (1,01 x 10^22). Cela se résout à 4,141 x 10^13 atomes / seconde.
Calculez la valeur en curies en divisant le taux de décroissance par seconde par 3,7 x 10^10, le taux de décroissance égal à 1 curie. Par exemple, 1 gramme de Cobalt-60 équivaut à 1 119 curies car 4,141 x 10^13/ 3,7 x 10^10 = 1 119 Ci.
Conseils
Utilisez une calculatrice scientifique et effectuez tous les calculs en utilisant la notation scientifique. Cela élimine les erreurs potentielles générées par des nombres incorrects de zéros en très grand nombre.
Mises en garde
L'étape 4 implique le calcul et ne sera pas possible sans des connaissances mathématiques avancées.
