Měrná aktivita

Měrná aktivita (též měrná radioaktivita) radionuklidu je fyzikální veličina definovaná jako poměr aktivity a množství tohoto nuklidu a je jeho fyzikální vlastností.[1][2]

Aktivita je veličina související s radioaktivitou. Její jednotkou v soustavě SI je becquerel (Bq), který odpovídá jedné přeměně za sekundu. Podobnou jednotkou je curie (Ci), jež odpovídá 3,7×1010 Bq.

Jelikož je pravděpodobnost radioaktivní přeměny při stejném množství téhož nuklidu stálá, tak je stálý i počet atomů, u kterých dojde k přeměně za jednotku času (pokud se ve vzorku nachází dostatek atomů na to, aby byl vliv statistických odchylek zanedbatelný).

Na základě této skutečnosti se definuje měrná aktivita radionuklidu jako poměr jeho aktivity a hmotnosti. Častou jednotkou je Bq/g; používá se též Ci/g.

Definice

(Radio)aktivita se definuje jako rychlost přeměny určitého radionuklidu pomocí přeměnové konstanty λ a počtu atomů N:

Hmotnost radionuklidu se získá použitím následujícího vzorce:

kde m je relativní atomová hmotnost nuklidu a NA je Avogadrova konstanta.

Měrná aktivita je definována jako aktivita vzorku nuklidu o jednotkové hmotnosti:

Přeměnová konstanta souvisí s poločasem přeměny T1/2 takto:

Měrnou aktivitu lze tak popsat i následovně:

Tento vzorec lze zjednodušit:

Pokud je poločas přeměny vyjádřen v rocích, vypadá vzorec takto:

Například měrná aktivita radia-226 , jehož poločas přeměny je přibližně 1600 let, se vypočítá následovně:

Tato hodnota měrné aktivity radia-226 je definována jako jednotka aktivity 1 curie

Poločas přeměny

Experimentálně naměřenou měrnou aktivitu lze použít k výpočtu poločasu přeměny radionuklidu.

Nejprve se radioaktivita vyjádří jako rychlost přeměny daného nuklidu pomocí přeměnové konstanty λ a počtu atomů T:

Integrací tohoto vzorce vznikne vzorec pro okamžitý počet atomů:

kde N0 je původní počet atomů

Poločas přeměny (T1/2) je definován jako doba, za kterou se přemění polovina jader z původního množství:

, po zlogaritmování:

kde rozpadová konstanta λ závisí na měrné aktivitě podle tohoto vzorce:

Poločas přeměny lze tak rovněž definovat tímto způsobem:

Využití

Měrná aktivita radionuklidů je důležitá při výrobě radiofarmak, stejně jako při různých diagnostických procesech a biomedicínských postupech.[3][4][5][6][7][8]

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Specific activity na anglické Wikipedii.

  1. BREEMAN, Wouter A. P.; JONG, Marion; VISSER, Theo J.; ERION, Jack L.; KRENNING, Eric P. Optimising conditions for radiolabelling of DOTA-peptides with 90Y, 111In and 177Lu at high specific activities. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 2003, s. 917–920. ISSN 1619-7070. DOI 10.1007/s00259-003-1142-0. (anglicky) 
  2. DE GOEIJ, J. J. M.; BONARDI, M. L. How do we define the concepts specific activity, radioactive concentration, carrier, carrier-free and no-carrier-added?. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 2005, s. 13–18. ISSN 0236-5731. DOI 10.1007/s10967-005-0004-6. (anglicky) 
  3. Duursma, E. K. "Specific activity of radionuclides sorbed by marine sediments in relation to the stable element composition." Radioactive contamination of the marine environment (1973): 57-71.
  4. WESSELS, Barry W. Radionuclide selection and model absorbed dose calculations for radiolabeled tumor associated antibodies. Medical Physics. 1984, s. 638. ISSN 0094-2405. DOI 10.1118/1.595559. Bibcode 1984MedPh..11..638W. (anglicky) 
  5. I. Weeks, I. Beheshti, F. McCapra, A. K. Campbell & J. S. Woodhead. Acridinium esters as high-specific-activity labels in immunoassay. Clinical chemistry. August 1983, s. 1474–1479. PMID 6191885. (anglicky) 
  6. NEVES, M; KLING, A; LAMBRECHT, R.M. Radionuclide production for therapeutic radiopharmaceuticals. Applied Radiation and Isotopes. 2002, s. 657–664. ISSN 0969-8043. DOI 10.1016/S0969-8043(02)00180-X. (anglicky) 
  7. MAUSNER, Leonard F. Selection of radionuclides for radioimmunotherapy. Medical Physics. 1993, s. 503. ISSN 0094-2405. DOI 10.1118/1.597045. Bibcode 1993MedPh..20..503M. (anglicky) 
  8. MURRAY, A. S.; MARTEN, R.; JOHNSTON, A.; MARTIN, P. Analysis for naturally occuring [sic] radionuclides at environmental concentrations by gamma spectrometry. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry Articles. 1987, s. 263–288. ISSN 0236-5731. DOI 10.1007/BF02037443. (anglicky)