แบ็กแรล

เบ็กเคอเรล (; สัญลักษณ์: Bq) เป็นหน่วยอนุพันธ์เอสไอของกัมมันตภาพ หรือการแผ่กัมมันตรังสี ตามนิยามของสำนักงานชั่งตวงวัดระหว่างประเทศ 1 เบ็กเคอเรล หมายถึง กัมมันตภาพหรือการแผ่รังสีที่ได้จากการสลายนิวเคลียส 1 ตัวภายใน 1 วินาที เขียนในรูปหน่วยฐานได้เป็น s หน่วยเบ็กเคอเรลตั้งชื่อตามอ็องรี แบ็กแรล นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ในปี พ.ศ. 2446 ร่วมกับปีแยร์ กูว์รี และมารี กูว์รี ซึ่งเป็นนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสเช่นกัน

หน่วยเบ็กเคอเรลคล้ายคลึงกับหน่วยเฮิรตซ์ (ซึ่งตั้งชื่อตามไฮน์ริช แฮทซ์ นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน) ซึ่งเป็นหน่วยของจำนวนการหมุนหรือการสั่นในหนึ่งวินาที

เนื่องจาก เบ็กเคอเรล มาจากชื่อบุคคล ระบบหน่วยระหว่างประเทศจึงกำหนดให้เขียนตัวพิมพ์ใหญ่ขึ้นต้นหากจะเขียนอย่างย่อ คือ Bq แต่หากต้องการจะเขียนเต็ม จะต้องเขียนเป็นตัวพิมพ์เล็กตลอด เพื่อให้เห็นแตกต่างจากชื่อบุคคล ในที่นี้จึงใช้ becquerel เว้นแต่มีเหตุผลความจำเป็น เช่น อยู่ต้นประโยค หรืออยู่ในเขตที่ใช้อักษรตัวพิมพ์ใหญ่ตลอด

1 เบ็กเคอเรล หมายถึง กัมมันตภาพหรือการแผ่รังสีที่เกิดจาก 1 นิวเคลียสสลายตัวใน 1 วินาที เขียนโดยย่อเป็น

1 Bq = 1 s

เหตุที่มีการกำหนดชื่อหน่วยเบ็กเคอเรลนั้น เนื่องจากหากเขียนจำนวนนิวเคลียสที่สลายตัวต่อหน่วยเวลา จะสามารถเขียนได้มากกว่าหนึ่งแบบ เช่น 1 µs (หนึ่งนิวเคลียสต่อไมโครวินาที) อาจเขียนได้เป็น 10s (หนึ่งล้านนิวเคลียสต่อวินาที) ดังนั้นเพื่อความสะดวกและเป็นแบบแผน จึงกำหนดให้เลือกใช้อย่างหลังและมีชื่อหน่วยกำกับไว้

ทำนองเดียวกัน การหมุนหรือการสั่นของวัตถุจำนวน 10s หรือ (หนึ่งล้านรอบต่อวินาที) อาจเขียนเป็น  µs หรือ (หนึ่งรอบต่อไมโครวินาที) ก็ได้ จึงกำหนดให้ใช้หน่วยเฮิรตซ์

ระหว่างปี พ.ศ. 2496–2418 การวัดปริมาณรังสีที่ถูกดูดซับนิยมทำในหน่วยแร็ด (rad) (ระวังสับสนกับ เรเดียน) และกัมมันตภาพหรือปริมาณนิวเคลียสที่สลายตัวกำหนดให้ใช้หน่วยคูรี บางทีก็ใช้หน่วยรัทเทอร์ฟอร์ด ต่อมาเพื่อให้เป็นมาตรฐานแบบเดียว จึงได้มีการกำหนดหน่วยวัดพลังงานของการแผ่รังสี เกรย์ และกัมมันตภาพ เบ็กเคอเรล โดยกำหนดขึ้นในปี พ.ศ. 2518

หากจำนวนเลขมีมาก การใช้คำอุปสรรคหรือคำเติมหน้าหน่วยเพื่อย่อตัวเลขนั้นลงเป็นกำลังของสิบก็เป็นสิ่งจำเป็นและกระทำได้ เช่นเดียวกับหน่วยเอสไอทุกหน่วย

ในทางปฏิบัติ หน่วยเบ็กเคอเรลมีขนาดเล็ก ยกตัวอย่างเช่น การสลายตัวของโพแทสเซียม-40 มวล 0.0169 กรัม ในร่างกายมนุษย์ จะมีกัมมันตภาพทั้งสิ้น 4,400 นิวเคลียสต่อวินาที หรือ 4,400 เบ็กเคอเรล คาร์บอน-14 ของทั้งโลกมีประมาณ หรือ 8.5 EBq (เอกซะเบ็กเคอเรล) ระเบิดนิวเคลียร์ที่ฮิโระชิมะ ประเทศญี่ปุ่น ให้กัมมันตภาพโดยประมาณทั้งสิ้น หรือ 8 YBq (ยอตตะเบ็กเคอเรล หรือล้านล้านล้านล้านเบ็กเคอเรล) และคิดกำลังระเบิดเทียบเท่าไตรไนโตรโทลูอีน

เนื่องจากการสลายตัวซึ่งเป็นเลขจำนวนมากนี้เอง หน่วยเบ็กเคอเรลจึงมีตัวพหุคูณตั้งแต่หลักพันขึ้นไป อาทิ 
จะเห็นได้ว่า หากใช้หน่วยเบ็กเคอเรลแต่อย่างเดียวโดยไม่มีการใช้คำนำหน้ากำกับหรือใช้สัญกรณ์วิทยาศาสตร์ จะเป็นการลำบากอย่างมาก

ตามคำแนะนำของคณะกรรมการชั่งตวงวัดระหว่างประเทศ ครั้งที่ 15 เมื่อ พ.ศ. 2518 กำหนดให้กัมมันตภาพหนึ่งคูรี มีค่าเท่ากับ 3.7·10 s หรือ 37 Bq

หากต้องการแปลงหน่วยกัมมันตภาพจากคูรีเป็นเบ็กเคอเรล ให้ใช้ตัวแปลงดังนี้:

มีไอโซโทปสารกัมมันตรังสีที่มีมวลต่อโมล (หรือมวลอะตอม) formula_1 g/mol ครึ่งชีวิต formula_2 s ปริมาณ formula_3 g จะสามารถคำนวณกัมมันตภาพได้จากสมการต่อไปนี้

formula_4

โดยที่ formula_5=6.022 141 79(30) mol เป็นเลขอาโวกาโดร

ถ้ากำหนดให้จำนวนโมล n เท่ากับ m/ma อาจเขียนสมการข้างบนได้เป็น

formula_6

ตัวอย่างเช่น โดยเฉลี่ยโพแทสเซียมหนึ่งกรัมจะมี K ซึ่งเป็นไอโซโทปไม่เสถียรอยู่ 117 μg (ไอโซโทปอื่นที่เกิดตามธรรมชาติเสถียรทุกตัว) ครึ่งชีวิตของ K อยู่ที่ = และมวลต่อโมลของ K อยู่ที่ 39.964 g/mol, จากสมการจะได้ว่า ปริมาณการแผ่รังสี หรือกัมมันตภาพของ K มีค่า 30 Bq.

ตารางต่อไปนี้แสดงความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณต่าง ๆ ที่เกี่ยวกับการแผ่รังสี ทั้งที่เป็นหน่วยเอสไอและไม่เป็น