Activité massique

En physique nucléaire, l'activité massique est le nombre de désintégrations d'une substance radioactive par unité de temps et par unité de masse. Cette grandeur est également appelée activité spécifique. Elle s'exprime en becquerels par gramme (Bq/g), ou, mieux, en becquerels par kilogramme (Bq/kg), selon le Système international (SI) d'unités.

L'activité massique A d'un radionucléide pur (soit d'un radioisotope spécifique) est directement reliée à la demi-vie T1 / 2 de l'élément, ou, mieux, du radioisotope considéré, par la formule suivante :

A = \frac{N}{m} . \frac{\ln{2}}{T_{1/2}}

N est la constante d'Avogadro, et m la masse atomique, ou masse molaire, de l'élément, ou, mieux, du radioisotope considéré. On reconnaît dans cette formule m/N, la masse d'un atome de l'élément, ou, mieux, du radioisotope considéré; et le deuxième facteur est la constante gouvernant la loi de décroissance exponentielle.

Par exemple, pour le tritium:

  • La demi-vie est de 12,32 ans, soit ~390×106 s ;
  • La masse atomique est sensiblement de 3 g/mol (exactement 3,016 049 2 g/mol) ;
  • La constante d'Avogadro vaut 6,022 141 79×1023/mol

L'activité massique du tritium est, par conséquent, 357×1012 Bq/g ou 357 TBq/g ou 357x1015 Bq/kg ou 357 PBq/kg.

L'activité massique permet de mesurer la quantité de substance radioactive diluée dans un échantillon donné, à partir d'une mesure de la radioactivité constatée, à condition d'avoir au préalable identifié le radionucléide (l'isotope), concerné.

Par exemple, 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.


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