Curio (unidad)

El curio (símbolo Ci) es una unidad no-SI de radioactividad, definida, originalmente, en 1910. De acuerdo con un aviso en "Nature" en el momento, fue llamada en honor de Marie Curie.

Fue, originalmente, definido como "la magnitud o masa de emanación de radio en equilibrio con un gramo de radio (elemento), pero es, normalmente, definido como 1 Ci = 3.7 x 10¹⁰ decaimientos por segundo después más precisas mediciones de la actividad del ²²⁶Ra (la cual tiene una actividad específica de 3.66 x 10¹⁰ Bq/g).

En 1975, la "General Conference on Weights and Measures" dio el becquerel (Bq), definido como un deterioro nuclear por segundo, estatus oficial como la unidad SI para actividad. Por ello:

1 Ci = 3.7 x 10¹⁰ Bq = 37 GBq

y

1 Bq ≅ 2.703×10⁻¹¹ Ci ≅ 27 pCi

Mientras su uso continuado esta desanimado por la "National Institute of Standards and Technology (NIST)" y otros cuerpos, el curie es aun ampliamente utilizado a través del gobierno, industria y medicina en los Estados Unidos y otros países.

En la reunión de 1910, la cual, originalmente, definió el curie, se propuso hacerlo equivalente a 10 ng de radio (una cantidad práctica). Pero, Marie Curie, después de inicialmente aceptar aquello, cambio de opinión e insistió en un gramo de radio. De acuerdo con Bertram Boltwood, Marie Curie pensó que "el uso del nombre "curie" para una magnitud infinitesimalmente pequeña de cualquier cosa era totalmente inapropiado".

La potencia emitida en deterioro radiactivo correspondiente a un curie puede ser calculado al multiplicar la energía de desintegración por aproximadamente 5.93 mW/MeV.

Una máquina de radioterapia deberá tener apenas 1000 Ci de un radioisótopo tal como cesio-137 o cobalto-60. Esta magnitud de radiactividad puede producir serios efectos de salud con solo algunos minutos de exposición sin escudo a rango cercano.

La desintegración radiactiva produce emisión de radiación de partículas o radiación electromagnética. Ingiriendo aún pequeñas magnitudes de algunos radionucleidos de emisión partículas puede ser fatal. Por ejemplo, las dosis letal media (LD-50) para ingesta de polonio-210 es 240 μCi, cerca de 53.5 ng. Aunque, magnitudes de milicurie de radionucleidos de emisión electromagnética son, rutinariamente, utilizados en medicina nuclear.

Típicamente, el cuerpo humano contiene, apenas 0.1 μCi (14 mg) de potasio-40 de ocurrencia natural. Un cuerpo humano conteniendo 15 kg de carbono (vea Composición del cuerpo humano), también, podrá tener cerca de 24 ng o 0.1 μCi de carbono-14. Juntos, estos podrá resultar en un total de aproximadamente 0.2 μCi o 7400 decaimientos por segundo dentro del cuerpo de la persona (mayormente como desintegración beta, pero algunas de desintegración gamma).

Como una medida de magnitud

Las unidades de actividad (el curie y el becquerel) también, se refieren a las magnitudes de átomos de radioactividad. Ya que la probabilidad de desintegración es una magnitud física fija, para un número de átomos conocidos de un radionucleido particular, un número predecible se desintegrarán en un momento dado. El número de desintegraciones que ocurrirán en un segundo en un gramo de átomos de un radionucleido particular es conocido como la actividad específica de ese radionucleido.

La actividad de una muestra decrece con el tiempo por la desintegración.

Las reglas de desintegración radioactiva deben ser utilizadas para convertir actividad a un número de átomos actuales. El estato que 1 Ci de átomos de radioactividad seguirán la expresión:

$N\ \lambda ={\text{Ci}}=(3.7\times 10^{10}){\text{Bq}}$

y así

$N=(3.7\times 10^{10}){\frac {\text{Bq}}{\lambda }}$
Símbolo	Nombre	Unidad
$N$	átomos
$\lambda$	constante de desintegración	s^-1

También, podemos expresar actividad en moles:

${\begin{aligned}{\text{1 Ci}}&={\frac {3.7\times 10^{10}}{\ln 2\,N_{\rm {A}}}}{\text{ (moles)}}\ t_{1/2}{\text{ (segundos)}}\\&\approx 8.8639\times 10^{-14}{\text{ (moles)}}\ t_{1/2}{\text{ (segundos)}}\\&\approx 5.3183\times 10^{-12}{\text{ (moles)}}\ t_{1/2}{\text{ (minutos)}}\\&\approx 3.1910\times 10^{-10}{\text{ (moles)}}\ t_{1/2}{\text{ (horas)}}\\&\approx 7.6584\times 10^{-9}{\text{ (moles)}}\ t_{1/2}{\text{ (días)}}\\&\approx 2.7972\times 10^{-6}{\text{ (moles)}}\ t_{1/2}{\text{ (años)}},\end{aligned}}$


Símbolo	Nombre
$N_{A}$	Número de Avogradro
$t_{1/2}$	Vida media

El número de moles debe ser convertido a gramos al multiplicar por la masa atómica.

Acá hay algunos ejemplos, ordenados por vida media.


Isotopo	Vida media	Masa de 1 curie	Actividad específica (Ci / g)
²⁰⁹Bi	1.9×10¹⁹ años	11.1 mil millones de toneladas	9.01×10⁻¹⁷
²³²Th	1.405×10¹⁰ años	9.1 toneladas	1.1×10⁻⁷ (110,000 pCi/g, 0.11 μCi/g)
²³⁸U	4.471×10⁹ años	2.977 toneladas	3.4×10⁻⁷ (340,000 pCi/g, 0.34 μCi/g)
⁴⁰K	1.25×10⁹ años	140 kg	7.1×10⁻⁶ (7,100,000 pCi/g, 7.1 μCi/g)
²³⁵U	7.038×10⁸ años	463 kg	2.2×10⁻⁶ (2,160,000 pCi/g, 2.2 μCi/g)
¹²⁹I	15.7×10⁶ años	5.66 kg	0.00018
⁹⁹Tc	211×10³ años	58 g	0.017
²³⁹Pu	24.11×10³ años	16 g	0.063
²⁴⁰Pu	6563 años	4.4 g	0.23
¹⁴C	5730 años	0.22 g	4.5
²²⁶Ra	1601 años	1.01 g	0.99
²⁴¹Am	432.6 años	0.29 g	3.43
²³⁸Pu	88 años	59 mg	17
¹³⁷Cs	30.17 años	12 mg	83
⁹⁰Sr	28.8 años	7.2 mg	139
²⁴¹Pu	14 años	9.4 mg	106
³H	12.32 años	104 μg	9621
²²⁸Ra	5.75 años	3.67 mg	273
⁶⁰Co	1925 años	883 μg	1132
²¹⁰Po	138 años	223 μg	4484
¹³¹I	8.02 días	8 μg	125000
¹²³I	13 horas	518 ng	1930000
²¹²Pb	10.64 horas	719 ng	1390000
²²³Fr	22 minutos	26 ng	38000000
²¹²Po	299 nanosegundos	5.61 ag	1.78×10¹⁷

Magnitudes relacionadas de radiación


Magnitud	Unidad	Símbolo	Derivación	Año	Equivalencia SI
Actividad (A)	becquerel	Bq	s⁻¹	1974	unidad SI
	curie	Ci	3.7 × 10¹⁰ s⁻¹	1953	3.7×10¹⁰ Bq
	rutherford	Rd	106 s⁻¹	1946	1,000,000 Bq
Exposición (X)	coulomb por kilógramo	C/kg	C⋅kg⁻¹ de aire	1974	unidad Si
Exposición (X)	röntgen	R	esu / 0.001293 g de aire	1928	2.58 × 10⁻⁴ C/kg
Dosis absorbida (D)	gray	Gy	J⋅kg⁻¹	1974	unidad SI
	erg por gramo	erg/g	erg⋅g⁻¹	1950	1.0 × 10⁻⁴ Gy
	rad	rad	100 erg⋅g⁻¹	1953	0.010 Gy
Dosis equivalente (H)	sievert	Sv	J⋅kg⁻¹ × WR	1977	unidad SI
Dosis equivalente (H)	röntgen hombre equivalente	rem	100 erg⋅g⁻¹ x WR	1971	0.010 Sv
Dosis efectiva (E)	sievert	Sv	J⋅kg⁻¹ × WR × WT	1977	unidad SI
Dosis efectiva (E)	röntgen hombre equivalente	rem	100 erg⋅g⁻¹ × WR × WT	1971	0.010 Sv

El curio representaba una cantidad muy grande de radiactividad desde el punto de vista biológico, por lo que se comenzaron a utilizar unidades más pequeñas:

milicurio (mCi) = 10^-3 Ci
microcurio (μCi) = 10^-6 Ci
nanocurio (nCi) = 10^-9 Ci
picocurio (pCi) = 10^-12 Ci

El curio ha sido reemplazado por una unidad derivada del SI, el bequerelio (Bq):

1 Bq = 2,703 × 10^-11 Ci

1 Ci = 3,7 × 10¹⁰ Bq

Dosis de radiación

El curio indica cómo se emitían partículas alfa o beta o rayos gamma de una fuente radiactiva, por unidad de tiempo, pero no indica cómo podría afectar dicha radiación a los organismos vivos.

La dosis de radiación se mide en grais.

Datos: Q229354