Seberapa Kecil Radioaktivitas Dapat Diamati?

Apakah mungkin mengukur 1 gram I-131 jika tersebar di seluruh dunia?

Dikutip dari textbook "Radiation and Health" oleh Thormod Henriksen dan Biophysics group at UiO (hlm. 69)

Kita memiliki satu gram isotop radioaktif I-131. Isotop ini adalah produk fisi (dilepaskan di semua kecelakaan reaktor seperti Chernobyl dan Fukushima).I-131 memiliki waktu paruh 8,04 hari    ia adalah pemancar partikel- dan memiliki foton dengan energi 0,364 MeV. Kita menggunakan radiasi- dengan energi khususnya untuk identifikasi.

Satu gram I-131 adalah 1/131 mol senyawa. Karena 1 mol mengandung 6,022 10^23 atom (bilangan Avogadro), jumlah atom I-131 dalam 1 gram adalah 4,6 10^21.
Aktivitas 1 gram I-131 (jumlah atom yang meluruh per detik) adalah 4,59 10^15 Bq. Hal ini diperoleh dari hukum peluruhan radioaktif

dok. pribadi

Luas  dunia    4r^2    adalah kira-kira 5.1 10^14 m^2 (diameter dunia sekitar 1,27 10^17 m). Untuk distribusi merata 1 gram I-131 akan menjadikan aktivitas awal 10 Bq per m^2. Dengan pencacah yang baik (seperti pencacah germanium) aktivitas ini dapat diamati dan diidentifikasi bahkan dalam campuran isotop radioaktif lainnya.

Kita dapat menyimpulkan bahwa kita memiliki peralatan yang sangat sensitif untuk mengukur radioaktivitas. Dalam kasus I-131, aktivitas dalam 1 gram adalah besar karena waktu paruh yang agak pendek. Aktivitas ini terkait erat dengan waktu paruh. 

Untuk isotop dengan waktu paruh lebih lama, diperlukan jumlah yang lebih besar. Misalnya Cs-137, dengan waktu paruh 30 tahun dan dengan 1 gram didistribusikan ke seluruh dunia, akan memiliki aktivitas spesifik hanya 0,007 Bq per m2. Ini tidak akan bisa dideteksi.

Jumlah total Cs-137 yang dilepaskan dalam kecelakaan Chernobyl menurut UNSCEAR (1996) sekitar 26,5 kg. Jika jumlah ini didistribusikan secara merata di seluruh dunia, aktivitasnya akan menjadi 185 Bq per m^2. Di beberapa daerah di Skandinavia dampaknya mencapai 100 kBq per m^2 dan di dekat reaktor aktivitasnya sekitar 10 kali lebih besar.