放射性活度
化学中,活度(Activity)即某物质的“有效浓度”,或称为物质的“有效摩尔分数”。此概念由吉尔伯特·牛顿·路易斯首先提出。
将理想混合物中组分i的化学势表示式中的摩尔分数(xi)替换为活度(ai),便可得到真实混合物中组分i的化学势,见下:
理想情况下xi与ai相等。
活度系数(fi,或称“活度因子”)则按下式定义,相当于真实混合物中i偏离理想情况的程度:
粗略的计算常用浓度来代替活度,但在精确的溶液酸度、离子强度以及速率常数、平衡常数等众多计算中都应该使用活度。在溶液中,由于单个离子的活度系数无法从实验得到,一般取电解质两种离子活度系数的平均值,称为“平均活度系数”。平均活度系数通常可从化学手册中查到。一般地讲,溶液越浓,离子电荷越高,温度越高,溶液偏离理想溶液的程度就越大,活度系数越小,活度与浓度的差距就会增大。反之亦然。
下表中列出了氯化钠溶液在不同温度和不同浓度下的活度值。注意活度是无量纲的物理量[2]。
浓度 (mol/kg)
25 °C
50 °C
100 °C
200 °C
300 °C
350 °C
0.05
0.820
0.814
0.794
0.725
0.592
0.473
0.50
0.680
0.675
0.644
0.619
0.322
0.182
5.00
0.873
0.886
0.803
0.466
0.167
0.044
放射性活度:处于某一特定能态的放射性核在单位时间内的衰变数,记作A,A=dN/dt=λN,表示放射性核的放射性强度。根据指数衰变规律可得放射性活度等于衰变常数乘以衰变核的数目。放射性活度亦遵从指数衰变规律。放射性活度的国际单位制单位是贝可勒尔(Bq),常用单位是居里(Ci)。由于有些放射性核一次衰变不止放出一个粒子或γ光子,因此,用放射探测器实验计数所得的不是该核的放射性活度,还需利用放射性衰变的知识加以计算。
给定量的样品在时间间隔dt内发生放射性衰变的期望值dN除以dt所得的商,通常用符号A表示,A=dN/dt,国际单位制单位为贝可(Bq)。放射性活度与衰变率(disintegration rate;decay rate)同义。放射性活度的国际单位制(SI)单位,符号为Bq,1Bq=1s-1。若样品每秒钟发生1次放射性衰变,称样品的放射性活度为1贝可。例如,1nmol的40K(半衰期为1.25~109a)的放射性活度约为10.5Bq。由于只有10.7%的衰变放射γ射线,1nmol的40K的γ放射性活度为1.13Bq。为避免混淆,将后者记为1.13gamma Bq。[1]