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베크렐

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목차

1. 개요

베크렐(Bq)은 방사능의 SI 유도 단위로, 1초에 1개의 원자핵이 붕괴하는 방사능 활동을 나타낸다. 프랑스의 물리학자 앙리 베크렐의 이름을 따서 명명되었으며, 과거에는 붕괴/방사능 붕괴 매초(dps) 또는 퀴리(Ci)와 러더퍼드(Rd)와 같은 단위가 사용되었다. 베크렐은 킬로베크렐(kBq), 메가베크렐(MBq) 등 SI 접두어를 사용하여 방사능의 크기를 나타내며, 방사성 물질 1L당 방사능은 Bq/L, 1kg당 방사능은 Bq/kg으로 표시된다. 방사능 측정에는 대상 물질의 성질과 반감기를 고려해야 하며, 베크렐 값은 방사선의 종류, 에너지, 선원 형태 등에 따라 인체에 미치는 영향이 다르다.

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베크렐
지도 정보
기본 정보
이름베크렐
로마자 표기becquerel
기호Bq
명명 유래앙리 베크렐
단위계SI
물리량비방사능
종류조립 단위
조립s−1
정의1 s당 붕괴하는 원자핵의 수
단위 변환
퀴리≅
SI 기본 단위s−1
기타

2. 정의

베크렐은 1초에 1개의 원자핵이 붕괴하는 방사능 활동으로 정의된다.[4] 1 Bq = 1 s-1이다.

방사능을 나타낼 때, 접두어와의 혼동으로 인한 위험한 실수를 피하기 위해 역초(s-1)에 대한 특수 명칭이 도입되었다. 예를 들어, 1 μs-1은 초당 106회 붕괴를 의미하는 반면, 1 μBq는 100만 초당 1회 붕괴를 의미한다.[4] 고려되었던 다른 명칭으로는 헤르츠(Hz)와 조제프 푸리에의 이름을 딴 푸리에(Fr)가 있었으나,[4] 헤르츠는 현재 주기적인 현상에만 사용된다.[5]

그레이(Gy)와 베크렐(Bq)은 1975년에 도입되었다.[6] 1953년부터 1975년까지 흡수선량은 종종 래드(rad)로 측정되었다. 붕괴 활동량은 1946년 이전에는 퀴리(Ci)로, 1946년부터 1975년까지는 종종 루터퍼드(Rd)로 나타내었다.

베크렐은 SI 기본 단위를 사용하여 s⁻¹로 구성된 SI 조합 단위이다.[21]

3. 단위 환산 및 표기

베크렐(Bq)은 이전에 사용되던 방사능 단위인 퀴리(Ci)를 대체하는 단위이다.[12] 퀴리는 1g의 라듐-226의 방사능 활동도를 기준으로 하는 SI 단위가 아닌 단위였다. 퀴리는 또는 37 GBq로 정의된다.[4][13]

변환 계수는 다음과 같다.

구 단위신 단위
1 Ci = = 37 GBq
1 μCi = 37,000 Bq = 37 kBq
1 Bq = =
1 MBq = 0.027 mCi



다른 SI 단위와 마찬가지로, Bq는 SI 접두어를 붙여 사용할 수 있다. 일반적으로 사용되는 배수는 kBq(킬로베크렐, ), MBq(메가베크렐, , 1 루터퍼드와 같음), GBq(기가베크렐, ), TBq(테라베크렐, ), PBq(페타베크렐, )이다. 단위의 실용적인 사용을 위해 큰 접두어가 일반적이다.

모든 국제단위계(SI) 단위 중 사람의 이름을 딴 단위와 마찬가지로, 기호의 첫 글자는 대문자(Bq)이다. 하지만 SI 단위를 영어로 쓸 때는 문장의 첫머리나 제목 표기법을 사용하는 자료와 같이 그 위치의 단어가 대문자로 시작해야 하는 경우를 제외하고는 항상 소문자(becquerel)로 시작해야 한다.[8]

4. 방사능 측정

실험으로 방사능을 측정할 때, 대상 물질과 그 성질을 알고 있고 방사능이 시간에 따라 급격하게 변하지 않는다면, 미리 계측치를 얻어 상대적인 차이로 방사능을 측정하는 방법을 사용할 수 있다.

하지만 반감기가 지나면 원자 수는 절반이 된다. 방사능은 원자 수에 비례하므로 반감기가 지나면 방사능도 절반으로 줄어든다.[31] 따라서 반감기가 매우 짧은 원자핵이나 소립자의 경우에는 매우 민감하고 성능이 좋은 측정기가 필요하다. 반대로 반감기가 매우 길거나 방사능이 매우 낮은 경우에도 거의 방출되지 않는 방사선을 확실하게 검출해야 하므로, 이 역시 높은 기술력이 필요하다.[32][33]

4. 1. 원자 개수 및 방사능 계산

; 원자 개수 ''N''의 산정

순수한 226Ra영어 1g을 구성하는 원자의 개수 ''N''을 구한다. 226Ra영어는 약 226 g/mol이므로, 순수한 226Ra영어 1g은 1/226 mol이며, 아보가드로 수를 곱하면 다음과 같다.

:''N'' ≈

; 방사능 ''A''의 산정

라듐-226이 ''N''개 있을 때의 방사능을 ''A''라고 한다. ''A'' = ''λ'' ''N''이 성립하므로, 일반적으로 붕괴 상수 ''λ''인 물질의 반감기를 ''t''H라고 하면, 다음과 같다.

:''λ'' = ln(2)/''t''H226Ra영어의 반감기는 1600(7)년(≈ 5.05E)[34]이므로, 다음과 같이 ''λ''가 산출된다.

:''λ'' = ln(2)/''t''H ≈

따라서 방사능 ''A''는 다음과 같이 구할 수 있다.

:''A'' = ''λ'' ''N'' ≈

현대에 있어서 라듐 1g의 방사능의 정확한 값은 3.61E이다.

5. 방사능과 방사선량

와 검출된 전리 방사선 간의 관계를 보여주는 그래프


전리 방사선 관련 양
양단위기호유도년도SI 단위 환산
방사능 (A)베크렐Bqs−11974
퀴리Ci1953
러더퍼드Rd106 s−11946
조사선량 (X)쿨롱/킬로그램C/kgC⋅kg−1 of air1974
뢴트겐Resu / of air1928
흡수선량 (D)그레이GyJ⋅kg−11974
에르그/그램erg/gerg⋅g−11950
래드rad100 erg⋅g−11953
등가선량 (H)시버트SvJ⋅kg−1 × WR1977
렘rem100 erg⋅g−1 × WR1971
유효선량 (E)시버트SvJ⋅kg−1 × WR × WT1977
렘rem100 erg⋅g−1 × WR × WT1971



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일반적으로 이온화 작용을 일으키는 방사선[26]은 인체에 유해하다. 인체에 대한 방사선의 영향을 고려할 때 가장 중요한 것은 방사선과 인체의 상호작용[27]으로 인체가 흡수한 에너지의 양인 흡수선량(단위: 그레이, Gy)이다.[28]

확률적 영향 발생을 억제하기 위한 방사선 방호에서는 방사선의 종류나 에너지량 차이에 따른 생물학적 영향 차이를 균등화하고, 생체 영향 차이까지 고려하여 합산한 유효선량(단위: 시버트, Sv)을 사용한다.

베크렐(Bq) 등의 방사능 단위는 방사성 물질에서 나오는 방사선량을 나타내는 물리량이며, 방사선이 물질이나 생체에 작용하는 정도는 베크렐만으로는 설명할 수 없다.

같은 베크렐의 방사능이 있더라도, 인체에 미치는 영향은 선원 형태, 차폐, 흡수선량, 방사선의 종류와 에너지 등 조건에 따라 다르다.

방사성 물질이 다르면, 방사능이 같더라도 방출하는 방사선의 종류와 에너지가 다르다. 따라서 방사성 물질의 물리적 상태, 측정 위치와 방사선원 거리, 차폐 및 감쇠에 따라 영향이 달라진다. 베크렐에서 시버트로 환산하는 것은 불가능하지 않지만,[30] 여러 조건을 모르면 단순 계산으로는 어렵다.

6. 기타

유니코드에는 베크렐을 나타내는 문자(㏃)가 있지만, CJK 호환용 문자이므로 사용은 권장되지 않는다.[35][36]

참조

[1] 웹사이트 Radioactivity: Radioactive Activity Doses https://radioactivit[...] 2020-02-20
[2] 웹사이트 What are the Units of Radiation Activity? https://ehs.stanford[...]
[3] 웹사이트 BIPM - Becquerel http://www.bipm.org/[...] BIPM 2012-10-24
[4] 논문 From the curie to the becquerel
[5] 웹사이트 BIPM - Table 3 http://www.bipm.org/[...] BIPM 2015-07-19
[6] 논문 The new radiologic units of measurement gray and becquerel (author's translation from the German original)
[7] 논문 New units for the measurement of radioactivity
[8] 웹사이트 SI Brochure: The International System of Units (SI) http://www.bipm.org/[...] BIPM 2014
[9] 웹사이트 Radioactive Human Body https://sciencedemon[...]
[10] 웹사이트 Smoke Detector (1970s) https://orau.org/hea[...] 2023-09-25
[11] 서적 Radiochemistry and Nuclear Chemistry Butterworth-Heinemann
[12] 웹사이트 resolution 8 of the 15th CGPM meeting http://www.bipm.org/[...]
[13] 웹사이트 Resolution 7 of the 12th CGPM https://www.bipm.org[...]
[14] 웹사이트 hps.org http://hps.org/ 2022-10-03
[15] 법률 計量単位規則 1992-11-30
[16] 법률 計量単位令 1992-11-18
[17] 계산
[18] 웹사이트 滋賀県放射線技師会 放射線雑学 http://www.biwa.ne.j[...]
[19] 문서 壊変毎分
[20] 웹사이트 産業技術総合研究所 飲用水の自然環境と放射能汚染 http://staff.aist.go[...]
[21] 문서 베크렐의 차원
[22] 문서 베크렐 표기법
[23] 문서 퀴리와 베크렐의 관계
[24] 문서 감마선의 감쇄
[25] 문서 감마선의 투과력
[26] 문서 방사성 물질과 방사선
[27] 문서 방사선의 에너지 부여
[28] 문서 흡수선량
[29] 문서 베크렐과 시버트의 관계
[30] 문서 베크렐에서 선량으로의 변환
[31] 문서 방사성 물질의 감쇠
[32] 문서 고기 진사부로와 방사능 측정
[33] 문서 방사능 측정 기술의 중요성
[34] 서적 理科年表
[35] 웹사이트 CJK Compatibility https://www.unicode.[...] Unicode inc. 2016-02-21
[36] 웹사이트 The Unicode Standard, Version 8.0.0 http://www.unicode.o[...] The Unicode Consortium 2015-00-00


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