Becquerel

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Becquerel
Informations
Système	Unités dérivées du système international
Unité de...	Activité (radioactive)
Symbole	Bq
Éponyme	Henri Becquerel
Conversions
1 Bq en...	est égal à...
Unités SI	1 s-1

Le becquerel (symbole : Bq) est l'unité dérivée du Système international d'unités (SI) pour l'activité d'une certaine quantité de matière radioactive, c'est-à-dire le nombre de désintégrations qui s'y produisent par seconde. Il est homogène à l'inverse de la seconde (s⁻¹). On utilise aussi différents multiples et sous-multiples, et notamment le gigabecquerel (1 GBq = 10⁹ Bq).

Le becquerel a été nommé en hommage à Henri Becquerel.

L'ancienne unité de radioactivité était le curie (Ci). La relation entre les deux unités est la suivante  : 1 Ci = 3,7 × 10¹⁰ Bq = 37 GBq, on a donc 1 Bq = 27 × 10⁻¹² Ci = 27 pCi.

Calcul de la radioactivité

L'activité en becquerels de N atomes radioactifs de demi-vie $t_{1/2}$ est

$A=-{\frac {\mathrm {d} N}{\mathrm {d} t}}={\frac {ln(2)}{t_{1/2}}}N$.

Une masse m d'un isotope de masse molaire$M$ contient $m/M$ moles, donc $N=(m/M)N_{A}$ noyaux, et a donc une activité

$A={\frac {m}{M}}N_{A}{\frac {ln(2)}{t_{1/2}}}$,

avec $N_{A}$ = 6,022 141 79(30) × 10²³ mol⁻¹, la constante d'Avogadro,
$m$ en grammes, $M$ en g/mol et $t_{1/2}$ en secondes.

Par exemple, une masse $m$ de 1 gramme de potassium contient 1,17×10^-4 grammes de ⁴⁰K de masse molaire 39,963 g/mol (tous les autres isotopes sont stables) et de demi-vie $t_{1/2}$ = 1,248×10⁹ années, soit 3,938×10¹⁶ secondes. L'activité vaut donc

$A={\frac {1,17\times {10^{-4}}}{39,963}}N_{A}{\frac {ln(2)}{t_{1/2}}}$ = 31 Bq.

Pour un gramme de ²²⁶Ra de demi-vie 1 602 ans (=1602×365,25×24×3600 s) et de masse atomique 226,

$A={\frac {6,02\times {10^{23}}}{226}}{\frac {ln(2)}{1602\times 365,25\times 24\times 3600}}$ = 3,65.10¹⁰ Bq.

Bien sûr, un matériau peut contenir différents isotopes de demi-vies différentes, et il faut sommer les activités.

Activité d'une source

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Le becquerel (sans autre unité) caractérise l'activité d'une source globale :

• être humain : un individu de 70 kg a une activité de l'ordre de 8 000 Bq dont 4 500 dus au potassium 40.
• Source injectée lors d'une scintigraphie thyroïdienne : 40×10⁶ Bq (de l'ordre de 0,5 MBq par kg de poids du patient).
• Source de ⁶⁰Co utilisée pour la stérilisation gamma : entre 10⁹ Bq et 10¹⁵ Bq.
• Activité (nombre de fissions par seconde) d'un cœur d'uranium dégageant 1 MW thermique : 3,234×10¹⁶ Bq.
• Combustible usé dans un réacteur nucléaire : 10¹⁹ Bq.

Activité d'une substance

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Article détaillé : Activité massique.

Le becquerel par gramme (ou par kilogramme) caractérise la teneur globale en éléments radioactifs. Exemples de mesures d'activité massique :

milli	0,000 1 Bq/g = Radioactivité naturelle de l’eau douce. → 0,1 Bq/l 0,001 Bq/g = Limite des rejets liquides considérés comme « non contaminés » par l'Électricité de France (ÉdF). → 1 Bq/l 0,01 Bq/g = Radioactivité naturelle de l’eau de mer : 12 Bq/kg (aussi certaines eaux minérales). → 12 Bq/l (principalement due au potassium 40) 0,1 Bq/g = Radioactivité du corps humain (principalement due au potassium-40), de l'ordre de 130 Bq par kg.
unité	1 Bq/g = Radioactivité naturelle typique des granites : 1 000 Bq/kg (due à la présence d’uranium, de l’ordre de 10 ppm). Limite inférieure des « déchets à très faible activité » pour l'ANDRA. Radioactivité typique du plâtre, de la brique, du béton. Radioactivité typique des terres : 500 à 5 000 Bq/kg[réf. nécessaire]. 10 Bq/g = Limite de rejets liquides hospitaliers (décret d’octobre 1981). Radioactivité typique des engrais phosphatés : 5 000 Bq/kg. 100 Bq/g = Radioactivité naturelle des sables de Guarapari – Radioactivité de cendres de charbon - Limite entre « déchets à très faible activité » et « déchets à faible activité » pour l'ANDRA - Limite réglementaire de la radioactivité imposant une déclaration d’activité pour des produits non naturels (décret du 20 juin 1966). Limite des « substances radioactives » pour le décret du 24 juin 1974. Limite supérieure des déchets à « Très Faible Activité » (déchets TFA)
kilo	1 000 Bq/g = Limite réglementaire de la radioactivité des substances radioactives naturelles imposant une déclaration d’activité (décret du 20 juin 1966). 10 000 Bq/g = Radioactivité d’un minerai d’uranium. 235U a une activité massique de 80 Bq/mg. L'uranium naturel chimiquement purifié (essentiellement composé de 238U en équilibre avec son descendant 234U) a une activité spécifique de l'ordre de 25 Bq/mg. 100 000 Bq/g = Limite supérieure des déchets nucléaires à « faible activité» (déchets FA).
méga	1 000 000 Bq/g = 1 MBq/g = Limite supérieure des déchets nucléaires à « moyenne activité» (déchets MA).
giga	1 GBq/g (109) = Activité spécifique du plutonium 239 : 2,3 GBq/g.
téra	1 TBq/g (1012)= Ordre de grandeur de l'activité des colis de déchets vitrifiés « Haute Activité - Vie Longue » (HAVL) : Activité moyenne d'un colis de l'ordre de 1016 Bq, pour un poids de l'ordre de 100 kg, soit de l'ordre de 0,1 TBq/g.
péta	1 PBq/g (1015) = Ordre de grandeur de l'activité massique des radionucléides à vie courte.

Activité d'une surface

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Le becquerel par mètre carré est utilisé pour caractériser les contaminations de surfaces : contact avec un fluide radioactif, ou retombées atomiques.

• 400 Bq/m² = Limite de prise en compte contamination surfacique pour les émetteurs alpha, en dessous de laquelle il n'est pas jugé nécessaire de faire de décontamination.
• 4 000 Bq/m² = Ordre de grandeur des retombées constatées en France à la suite de l'accident nucléaire de Tchernobyl.
• 40 000 Bq/m² = Limite de prise en compte de contamination surfacique pour les émetteurs bêta – gamma.

Danger représenté par une source radioactive

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Le becquerel ne fait que compter un nombre d'événements par seconde, le caractère dangereux ou non de cette activité dépend de l'énergie et de la nature des particules émises.

D'autre part, l'effet sur la santé dépend de la manière dont on s'expose à la source radioactive : simple exposition, inhalation, ingestion... Enfin, en cas d'inhalation ou d'ingestion, l'effet dépend de la radiotoxicité du corps, liée à la manière dont il est métabolisé.

L'effet des radiations sur le corps est mesuré par le sievert et le gray.

La dose approximativement reçue en huit heures à une distance d'un mètre d'une source ponctuelle de rayonnements gamma d'activité A Bq et d'énergie E MeV est approximativement R = 10⁻⁹ A.E (mGy).

Voir aussi

Articles connexes

• Activité (physique)
• Curie (unité)