Hoạt độ lớn hơn có chắc công suất nhiệt lớn hơn?

Vật lý 12 · Ôn tập kiến thức THPT

Hoạt độ H cho số phân rã mỗi giây; công suất nhiệt còn phụ thuộc năng lượng mỗi phân rã và phần năng lượng được giữ lại. Trong mô hình biết các đại lượng ấy, P = H E f, với E tính bằng joule và f là phần hấp thụ thành nhiệt.

Hai nguồn giả định, chỉ để tính toán:

• A: H_A = 1 000 Bq, E_A = 2 MeV mỗi phân rã, f_A = 0,80.
• B: H_B = 2 000 Bq, E_B = 0,50 MeV mỗi phân rã, f_B = 0,50.

Dùng 1 MeV = 1,602176634×10⁻¹³ J. Nguồn A cho P_A = 1 000 × 2 × 0,80 × hệ số đổi = 2,5635×10⁻¹⁰ W. Nguồn B cho 8,0109×10⁻¹¹ W.

B có hoạt độ gấp đôi, nhưng A có công suất nhiệt gấp 3,2 lần. Kiểm tra không cần đổi đơn vị: tỉ số (1 000 × 2 × 0,80)/(2 000 × 0,50 × 0,50) cũng bằng 3,2.

Không kết luận nguồn nào gây nguy hiểm sinh học hơn từ phép so sánh này. Hoạt độ, công suất nhiệt, liều hấp thụ và ảnh hưởng sinh học là các đại lượng khác nhau. Dữ kiện bài đã cung cấp f; không tự giả định mọi năng lượng đều ở lại trong vật, nhất là khi có thành phần bức xạ thoát ra.

Cũng không nhân công suất tức thời với một khoảng thời gian dài nếu H đã giảm đáng kể vì phân rã. Khi cần tổng năng lượng, phải dựa trên số phân rã thực sự trong khoảng ấy.

Tự luyện: Nếu chỉ đổi f_B thành 1, P_B = 1,6022×10⁻¹⁰ W, vẫn thấp hơn A; tỉ số lúc này là 1,6. Bq nhân J có đơn vị J/s = W, không phải joule.

Đọc tiếp: Năng lượng phản ứng · Hoạt độ.