แบ็กแรล

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
(เปลี่ยนทางจาก เบ็กแรล)

เบ็กเคอเรล[1][ม 1] (English /bɛkəˈrɛl/; สัญลักษณ์: Bq) เป็นหน่วยอนุพันธ์เอสไอของกัมมันตภาพ หรือการแผ่่กัมมันตรังสี ตามนิยามของสำนักงานชั่งตวงวัดระหว่างประเทศ หนึ่งเบ็กเคอเรลหมายถึงกัมมันตภาพหรือการแผ่รังสีที่ได้จากการสลายนิวเคลียสหนึ่งตัวภายในหนึ่งวินาที[2] เขียนในรูปหน่วยฐานได้เป็น s−1 หน่วยเบ็กเคอเรลตั้งชื่อตามอ็องรี แบ็กแรล นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี พ.ศ. 2446 ร่วมกับปีแยร์ กูว์รี และมารี กูว์รี ซึ่งเป็นนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสเช่นกัน[3]

หน่วยเบ็กเคอเรลคล้ายคลึงกับหน่วยเฮิรตซ์ (ซึ่งตั้งชื่อตาม ไฮน์ริช แฮร์ทซ์ นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน) ซึ่งเป็นหน่วยของจำนวนการหมุนหรือการสั่นในหนึ่งวินาที

การเขียนชื่อหน่วย[แก้]

เนื่องจาก เบ็กเคอเรล เป็นชื่อบุคคล ระบบหน่วยระหว่างประเทศจึงกำหนดให้เขียนตัวพิมพ์ใหญ่ขึ้นต้นหากจะเขียนอย่างย่อ คือ Bq แต่หากต้องการจะเขียนเต็ม จะต้องเขียนเป็นตัวพิมพ์เล็กตลอด เพื่อให้เห็นแตกต่างจากชื่อบุคคล ในที่นี้จึงใช้ becquerel เว้นแต่มีเหตุผลความจำเป็น เช่น อยู่ต้นประโยค หรืออยู่ในเขตที่ใช้อักษรตัวพิมพ์ใหญ่ตลอด[4]

นิยาม[แก้]

หนึ่งเบ็กเคอเรล หมายถึง กัมมันตภาพหรือการแผ่รังสีที่เกิดจากหนึ่งนิวเคลียสสลายตัวในหนึ่งวินาที เขียนโดยย่อเป็น

1 Bq = 1 s−1

เหตุที่มีการกำหนดชื่อหน่วยเบ็กเคอเรลนั้น เนื่องจากหากเขียนจำนวนนิวเคลียสที่สลายตัวต่อหน่วยเวลา จะสามารถเขียนได้มากกว่าหนึ่งแบบ เช่น 1 µs−1 (หนึ่งนิวเคลียสต่อไมโครวินาที) อาจเขียนได้เป็น 106s-1 (หนึ่งล้านนิวเคลียสต่อวินาที) ดังนั้นเพือความสะดวกและเป็นแบบแผน จึงกำหนดให้เลือกใช้อย่างหลังและมีชื่อหน่วยกำกับไว้[5]

ทำนองเดียวกัน การหมุนหรือการสั่นของวัตถุจำนวน 106s-1 (หนึ่งล้านรอบต่อวินาที) อาจเขียนเป็น  µs−1 (หนึ่งรอบต่อไมโครวินาที) ก็ได้ จึงกำหนดให้ใช้หน่วยเฮิรตซ์[6][5]

ระหว่างปี พ.ศ.2496-2418 การวัดปริมาณรังสีที่ถูกดูดซับนิยมทำในหน่วย แร็ด (rad) (ระวังสับสนกับ เรเดียน) และกัมมันตภาพหรือปริมาณนิวเคลียสที่สลายตัวกำหนดให้ใช้หน่วย คูรี บางทีก็ใช้หน่วย รัทเทอร์ฟอร์ด[7] ต่อมาเพื่อให้เป็นมาตรฐานแบบเดียว จึงได้มีการกำหนดหน่วยวัดพลังงานของการแผ่รังสี เกรย์ และกัมมันตภาพ เบ็กเคอเรล กำหนดขึ้นในปี พ.ศ. 2518[8]

คำอุปสรรค[แก้]

หากจำนวนเลขมีมาก การใช้ัคำอุปสรรคหรือคำเติมหน้าหน่วยเพื่อย่อตัวเลขนั้นลงเป็นกำลังของสิบก็เป็นสิ่งจำเป็นและกระทำได้ เช่นเดียวกับหน่วยเอสไอทุกหน่วย

ในทางปฏิบัติ หน่วยเบ็กเคอเรลมีขนาดเล็ก ยกตัวอย่างเช่น การสลายตัวของโพแทสเซียม-40มวล 0.0169 กรัม ในร่างกายมนุษย์ จะมีกัมมันตภาพทั้งสิ้น 4,400 นิวเคลียสต่อวินาที หรือ 4,400 เบ็กเคอเรล[9] คาร์บอน-14 ของทั้งโลกมีประมาณ 8.5×1018 Bq หรือ 8.5 EBq (เอกซะเบ็กเคอเรล)[10] ระเบิดนิวเคลียร์ที่ฮิโระชิมะ ประเทศญี่ปุ่น ให้กัมมันตภาพโดยประมาณทั้งสิ้น 8×1024 Bq หรือ 8 YBq (ยอตตะเบ็กเคอเรล หรือล้านล้านล้านล้านเบ็กเคอเรล) และคิดกำลังระเบิดเทียบเท่าไตรไนโตรโทลูอีน แม่แบบ:Convert/kt(TNT)[11]

เนื่องจากการสลายตัวซึ่งเป็นเลขจำนวนมากนี้เอง หน่วยเบ็กเคอเรลจึงมีตัวพหุคูณตั้งแต่หลักพันขึ้นไป อาทิ

  • kBq (กิโลเบ็กเคอเรล; kilobecquerel) มีค่าเท่ากับ 103 หรือหนึ่งพันนิวเคลียสต่อวินาที
  • MBq (เมกะเบ็กเคอเรล; megabecquerel) มีค่าเท่ากับ 106 หรือหนึ่งล้านนิวเคลียสต่อวินาที
  • GBq (จิกะ หรือกิกะเบ็กเคอเรล; gigabecquerel) มีค่าเท่ากับ 109 หรือหนึ่งพันล้านนิวเคลียสต่อวินาที
  • TBq (เทระเบ็กเคอเรล; terabecquerel) มีค่าเท่ากับ 1012 หรือหนึ่งล้านล้านนิวเคลียสต่อวินาที
  • PBq (เพตะเบ็กเคอเรล; petabecquerel) มีค่าเท่ากับ 1015 หรือหนึ่งพันล้านล้านนิวเคลียสต่อวินาที

จะเห็นได้ว่า หากใช้หน่วยเบ็กเคอเรลแต่อย่างเดียวโดยไม่มีการใช้คำนำหน้ากำกับหรือใช้สัญกรณ์วิทยาศาสตร์ จะเป็นการลำบากอย่างมาก

ตามคำแนะนำของคณะกรรมการชั่งตวงวัดระหว่างประเทศ ครั้งที่ 15 เมื่อ พ.ศ. 2518[12] กำหนดให้กัมมันตภาพหนึ่งคูรี[ม 2] มีค่าเท่ากับ 3.7·1010 s−1 หรือ 37 Bq[5]

หากต้องการแปลงหน่วยกัมมันตภาพจากคูรีเป็นเบ็กเคอเรล ให้ใช้ตัวแปลงดังนี้:

1 Ci = 3.7×1010 Bq = 37 GBq
1 μCi = 37,000 Bq = 37 kBq
1 Bq = 2.7×10−11 Ci = 2.7×10−5 µCi
1 MBq = 0.027 mCi

การคำนวณหากัมมันตภาพ[แก้]

มีไอโซโทปสารกัมมันตรังสีที่มีมวลต่อโมล (หรือมวลอะตอม) g/mol ครึ่งชีวิต s ปริมาณ g จะสามารถคำนวณกัมมันตภาพได้จากสมการต่อไปนี้

โดยที่ =6.022 141 79(30)×1023 mol−1 เป็นเลขอาโวกาโดร

ถ้ากำหนดให้จำนวนโมล n เท่ากับ m/ma อาจเขียนสมการข้างบนได้เป็น

ตัวอย่างเช่น โดยเฉลี่ยโพแทสเซียมหนึ่งกรัมจะมี 40K ซึ่งเป็นไอโซโทปไม่เสถียรอยู่ 117 μg (ไอโซโทปอื่นที่เกิดตามธรรมชาติเสถียรทุกตัว) ครึ่งชีวิตของ 40K อยู่ที่ 1.277×109 years = 4.030×1016 s[13] และมวลต่อโมลของ 40K อยู่ที่ 39.964 g/mol,[14] จากสมการจะได้ว่า ปริมาณการแผ่รังสี หรือกัมมันตภาพของ 40K มีค่า 30 Bq.

ปริมาณอันเกี่ยวเนื่องกับการแผ่รังสี[แก้]

Graphic showing relationships between radioactivity and detected ionizing radiation

ตารางต่อไปนี้แสดงความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณต่าง ๆ ที่เกี่ยวกับการแผ่รังสี ทั้งที่เป็นหน่วยเอสไอและไม่เป็น

แม่แบบ:ปริมาณเกี่ยวเนื่องการแผ่รังสี

See also[แก้]

หมายเหตุ[แก้]

  1. ในวงการวิทยาศาสตร์ไทยไม่นิยมอ่าน แบ็กแรล เหมือนในภาษาฝรั่งเศส นิยมใช้การอ่านภาษาอังกฤษคือ เบ็กเคอเรล ทำนองเดียวกันกับชื่อหน่วยของกระแสไฟฟ้า แอมแปร์ ซึ่งตั้งตามชื่อของ อ็องเดร-มารี อ็องแปร์ โปรดดู คลังคำศัพท์ไทย และเอกสารวิชาการอื่นประกอบ
  2. โดยเหตุผลเช่นเดียวกัน นิยมใช้ คูรี ไม่ใช้ กูว์รี (หลักการเขียนคำทับศัพท์ฉบับราชบัณฑิตยสภา พ.ศ. 2554) หรือ กูรี (หลักการเขียนคำทับศัพท์ฯ ฉบับ พ.ศ. 2535)

อ้างอิง[แก้]

  1. "คลังคำศัพท์ไทย". สวทช. สืบค้นเมื่อ 5 เมษายน 2561. 
  2. BIPM. "A concise summary of the International System of Units". สืบค้นเมื่อ 5 เมษายน 2561. 
  3. "BIPM - Becquerel". BIPM. สืบค้นเมื่อ 2012-10-24. 
  4. "SI Brochure: The International System of Units (SI)". SI Brochure (8 ed.). BIPM. 2014. 
  5. 5.0 5.1 5.2 Allisy, A. (1995), "From the curie to the becquerel", Metrologia 32 (6): 467–479, Bibcode:1995Metro..31..467A, doi:10.1088/0026-1394/31/6/006 
  6. "BIPM - Table 3". BIPM. สืบค้นเมื่อ 2015-07-19. "(d) The hertz is used only for periodic phenomena, and the becquerel is used only for stochastic processes in activity referred to a radionuclide." 
  7. Lind, SC (1946), "New units for the measurement of radioactivity", Science 103 (2687): 761–762, Bibcode:1946Sci...103..761L, PMID 17836457, doi:10.1126/science.103.2687.761-a. 
  8. Harder, D (1976), "[The new radiologic units of measurement gray and becquerel (author's translation from the German original)]", Röntgen-Blätter 29 (1): 49–52, PMID 1251122. 
  9. Radioactive human body — Harvard University Natural Science Lecture Demonstrations - Accessed October 2013
  10. G.R. Choppin, J.O.Liljenzin, J. Rydberg, "Radiochemistry and Nuclear Chemistry", 3rd edition, Butterworth-Heinemann, 2002. ISBN 978-0-7506-7463-8.
  11. Michael J. Kennish, Pollution Impacts on Marine Biotic Communities , CRC Press, 1998, p. 74. ISBN 978-0-8493-8428-8.
  12. It was adopted by the BIPM in 1975, see resolution 8 of the 15th CGPM meeting
  13. "Table of Isotopes decay data". Lund University. 1990-06-01. สืบค้นเมื่อ 2014-01-12. 
  14. "Atomic Weights and Isotopic Compositions for All Elements". NIST. สืบค้นเมื่อ 2014-01-12. 

อ้างอิง[แก้]