Techniklexikon

Aktivität

1) Kernphysik: Zerfallsrate eines radioaktiven Nuklids:

Hierin ist dN die Anzahl radioaktiver Zerfälle pro Zeitintervall dt einer Menge von N vorhandenen Kernen. Die SI-Einheit der Aktivität ist das Becquerel, wobei 1 Bq = 1 s^-1 ist; bis 1985 wurde die inzwischen veraltete Einheit Curie, Ci, verwendet, die 3,7 × 10¹⁰ Bq entspricht.

Wegen des radioaktiven Zerfallsgesetzes gilt A = lN, wobei l den pro Zeiteinheit zerfallenden Bruchteil der vorhandenen Kerne angibt. l ist eine für jedes Nuklid charakteristische Konstante, auf die Temperatur, Druck, chemische Reaktionen etc. keinen Einfluss haben.

Als spezifische Aktivität bezeichnet man den Quotienten aus der Aktivität und der Masse eines Stoffes. Dieser Begriff wird teilweise auf bestimmte Stoffe beschränkt, z.B. auf chemisch reine Verbindungen, auf elementreine oder auf isotopenreine Stoffe. Die spezifische Aktivität des metallischen ²²⁶Ra beträgt annähernd 3,7 × 10¹³ Bq/kg, die des ²³⁸U, des Anfangsgliedes der Uran-Radium-Reihe, nur 12,2 × 10⁶ Bq/kg.

Die Aktivitätskonzentration bezeichnet die Aktivität pro Volumeneinheit. Sie wird in Bq/m³ oder Bq/l angegeben.

Als Flächenaktivität wird der Quotient aus Aktivität und Fläche bezeichnet (Einheit: Bq/m²). Die Flächenaktivität wird besonders zur Kennzeichnung der Kontamination von Oberflächen durch radioaktive Stoffe benutzt.

2) Physikalische Chemie: allgemein die thermodynamisch wirksame Konzentration eines Moleküls in einer Lösung. Wechselwirkungen zwischen den Molekülen des gelösten Stoffs führen zu Abweichungen vom idealen Verhalten sowohl des gelösten Stoffs als auch des Lösungsmittels. Dies ist über das chemische Potential messbar. Das chemische Potential m_A eines Lösungsmittels A der Aktivität a_A lautet  mit . Hierbei ist  bzw.  das chemische Potential bzw. der Dampfdruck des reinen Lösungsmittels und p_A bzw. m_A der Dampfdruck bzw. das chemische Potential des gelösten Stoffs. Aus dem Dampfdruck p_A der Lösung lässt sich die Aktivität a_A des Lösungsmittels berechnen. Das chemische Potential m_B des gelösten Stoffs B lautet  mit . Hier ist g der Aktivitätskoeffizient und x_B der Molenbruch des Lösungsmittels in Gegenwart eines gelösten Stoffs. Für ideal verdünnte Lösungen (c0) wird g = 1, d.h. die Aktivität kann durch den Molenbruch ersetzt werden. Für reine Flüssigkeiten oder Feststoffe ist die Aktivität gleich Eins. Bei Gasreaktionen wird die Aktivität eines Gasmoleküls als Fugazität bezeichnet.