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Becquerel

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.
 Nota: Para outros significados, veja Becquerel (desambiguação).
Becquerel
Fonte radioativa de rádio-226 em recipiente metálico
Fonte de rádio-226 com atividade de 3,3 kBq, cerca de 3.300 transformações nucleares por segundo em média.
Informações gerais
Sistema de unidadeSI
Unidade deatividade
SímboloBq
Nomeado apósAntoine Henri Becquerel
Em unidades básicas do SIs−1
Conversões
1 Bq em ...... é igual a ...
   rutherford   10−6 Rd
   curie   2,703 × 10−11 Ci ≅ 27 pCi

O becquerel, em inglês /ˌbɛkəˈrɛl/ⓘ, símbolo Bq, é a unidade do Sistema Internacional de Unidades usada para expressar a atividade de um radionuclídeo. Uma atividade de 1 Bq corresponde, em média, a uma transformação nuclear espontânea por segundo. A expressão "em média" faz diferença, porque a radioatividade é probabilística no nível de cada núcleo. Uma fonte com 1 Bq não precisa produzir exatamente uma transformação em cada segundo.[1]

Um valor em becqueréis responde a uma pergunta sobre a fonte radioativa: com que rapidez seus núcleos estão se transformando. Ele não diz sozinho quanta energia da radiação ionizante chega a uma pessoa ou a um material, quanto dessa energia é absorvida, nem qual efeito biológico pode resultar da exposição. Para essas grandezas são usadas outras unidades, entre elas o gray e o sievert.[2]

À medida que os núcleos radioativos de uma amostra se transformam, sua atividade tende a diminuir. A velocidade dessa queda depende do radionuclídeo e pode ser relacionada à meia-vida. Na prática, a atividade pode ser dada para uma fonte inteira ou por unidade de massa, volume ou área, conforme o que se quer medir.[1]

A 15.ª Conferência Geral de Pesos e Medidas adotou em 1975 o nome becquerel para a unidade SI de atividade, em homenagem a Henri Becquerel.[3]

Definição

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Animação em que uma população de núcleos radioativos diminui durante sucessivas meias-vidas
O instante em que um núcleo se transforma é imprevisível. Em uma população grande, porém, a atividade diminui de forma regular e pode ser relacionada à meia-vida.

No SI, a definição do becquerel pode ser escrita como 1 Bq = 1 s−1.[nota 1][4]

Se uma amostra contém N núcleos de um radionuclídeo, sua atividade A depende desse número e da constante de decaimento λ. Essa constante expressa a probabilidade de transformação por unidade de tempo para aquele radionuclídeo.[nota 2] A relação é:

[5]

Quando a amostra não recebe novos núcleos desse radionuclídeo, cada transformação reduz em uma unidade a quantidade de núcleos radioativos. A mesma atividade pode então ser escrita a partir da rapidez com que N diminui:

[nota 3]

A constante λ também permite calcular a meia-vida por .[nota 4] Quando os núcleos radioativos vão se transformando sem serem repostos, o número que resta e a atividade diminuem seguindo a lei do decaimento exponencial.[1][6]

O nome especial "becquerel" evita confundir a atividade com outras grandezas que também podem ter dimensão de segundo recíproco e torna os prefixos do SI menos ambíguos. A diferença fica clara no prefixo micro: 1 μs−1 equivale a 106 s−1, enquanto 1 μBq equivale a 10−6 s−1, ou uma transformação a cada um milhão de segundos, em média.[nota 5][7][8]

Interior de um detector de fumaça com o compartimento da fonte de amerício-241 identificado por um símbolo de radiação
Uma fonte de amerício-241 em um detector de fumaça traz a escala do becquerel para um objeto doméstico: 37 kBq correspondem, em média, a 37.000 transformações nucleares por segundo.

Becquerel e hertz podem ser escritos dimensionalmente como s−1, mas medem fenômenos diferentes. O hertz mede a frequência de algo que se repete de forma periódica. O becquerel mede a atividade de radionuclídeos, cujas transformações individuais ocorrem ao acaso e formam um processo estocástico.[8][4] O hertz substituiu o termo obsoleto ciclo por segundo, e os decaimentos radioativos aperiódicos são expressos em becqueréis.[nota 6][7]

Símbolo e prefixos

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Nas unidades do SI que recebem o nome de uma pessoa, a primeira letra do símbolo é maiúscula. Por isso, o símbolo do becquerel é Bq. O nome da unidade fica em minúscula, becquerel, salvo quando a própria posição da palavra pede inicial maiúscula, como no começo de uma frase.[8]

O Bq pode receber prefixos do SI quando o valor seria pouco prático de escrever em becqueréis. kBq, ou kilobecquerel, vale 103 Bq. MBq, ou megabecquerel, vale 106 Bq. GBq, ou gigabecquerel, vale 109 Bq. TBq, ou terabecquerel, vale 1012 Bq, e PBq, ou petabecquerel, vale 1015 Bq. Um megabecquerel equivale a 1 rutherford.[8][2]

História

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Henri Becquerel em um laboratório junto a instrumentos científicos
O nome "becquerel" foi adotado em 1975 em homenagem a Henri Becquerel, décadas depois da descoberta da radioatividade.

Henri Becquerel recebeu metade do Prêmio Nobel de Física de 1903 pela descoberta da radioatividade espontânea. A outra metade foi dividida entre Pierre Curie e Marie Curie por seus trabalhos sobre os fenômenos de radiação descobertos por Becquerel.[9] Quando se discutiu um nome para a unidade SI de atividade radioativa, hertz e fourier também entraram nas opções, com fourier em homenagem a Joseph Fourier. A 15.ª Conferência Geral de Pesos e Medidas adotou becquerel em 1975 e, na mesma reunião, aprovou gray como nome da unidade de dose absorvida.[7][3][10]

Antes do becquerel, a atividade radioativa era expressa em curie e, a partir de 1946, parte da literatura também passou a usar o rutherford, igual a 106 transformações por segundo.[11] Entre 1953 e 1975, a dose absorvida era expressa com frequência em rad.[10]

Unidades anteriores e conversões

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Diagrama que separa becquerel e curie, usados para atividade, de gray, rad, sievert e rem, usados para grandezas de dose
Becquerel e curie expressam atividade, enquanto gray e sievert pertencem a grandezas de dose. Unidades que aparecem juntas em radioproteção podem medir coisas fisicamente diferentes.

O curie, símbolo Ci, teve como referência original a atividade de aproximadamente 1 grama de rádio-226. Em 1964, sua relação com o segundo foi fixada em 3,7 × 1010 s−1, o mesmo que 37 GBq.[nota 7][7][12]

As relações abaixo permitem converter entre curie e becquerel.

  • 1 Ci = 3,7 × 1010 Bq = 37 GBq
  • 1 μCi = 37.000 Bq = 37 kBq
  • 1 Bq = 2,7 × 10−11 Ci = 2,7 × 10−5 μCi
  • 1 MBq = 0,027 mCi

Formas de expressar a atividade

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Um valor em becqueréis pode dar a atividade total de uma fonte ou pode ser dividido pela massa, pelo volume ou pela área da amostra. Essa segunda forma facilita a comparação entre materiais de tamanhos diferentes e permite expressar a quantidade de atividade presente em alimentos, água, ar, solo ou superfícies.[nota 8][13]

Forma de expressão O que mede Unidades usadas
Atividade total Número médio de transformações nucleares por unidade de tempo em uma fonte ou amostra Bq
Atividade específica Atividade por unidade de massa Bq/kg, Bq/g
Concentração de atividade Atividade por unidade de volume Bq/m³, Bq/L
Atividade superficial Atividade por unidade de área Bq/m²
Detector digital de radônio colocado sobre uma mesa
No caso do radônio no ar, a atividade é expressa por volume. Valores em Bq/m³ permitem comparar a concentração de atividade entre ambientes.

Na regulamentação do radônio em ambientes fechados, a atividade é expressa por volume. No Brasil, a Norma ANSN 3.01 fixa 300 Bq/m³ como nível de referência para a concentração de radônio em residências e em áreas com alto fator de ocupação, entre elas creches, hospitais e locais de trabalho.[nota 9] O art. 139 da norma, que contém esse valor, entra em vigor quatro anos depois da publicação no Diário Oficial da União, feita em 7 de julho de 2025. A vigência desse artigo começa em 7 de julho de 2029.[14]

Medição

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Técnico de laboratório operando um contador de cintilação líquida
Um contador de cintilação líquida registra pulsos produzidos pela radiação. Para chegar à atividade em becqueréis, a medição precisa levar em conta a resposta e a eficiência do sistema.

Quando a radiação chega a um detector, apenas parte dela pode acabar registrada como sinal. O resultado depende do tipo e da energia da radiação, da posição da fonte, da eficiência do instrumento, da radiação de fundo e do modo como o sistema faz a contagem.[nota 10] Por isso, uma taxa de contagens por minuto, ou cpm, não pode ser lida automaticamente como o mesmo número de becqueréis. O detector conta sinais, e o becquerel expressa transformações nucleares na fonte.[15]

Para transformar os sinais do detector em um valor de atividade, laboratórios de metrologia usam métodos que relacionam as contagens observadas ao número de transformações nucleares.[nota 11] O NIST usa, entre outros métodos, cintilação líquida e técnicas de coincidência.[nota 12] Para radionuclídeos que emitem raios gama, certas medições por coincidência permitem obter a atividade sem conhecer de antemão a eficiência do detector. A espectroscopia gama também pode separar sinais por energia para reconhecer os radionuclídeos presentes na amostra.[15]

O projeto True Bq, iniciado pelo NIST em 2021, usa espectrometria da energia de decaimento com sensores supercondutores. O método foi usado pela primeira vez no instituto em 2025 para a padronização primária de uma amostra que continha mais de um radionuclídeo, durante a certificação de um material de referência de amerício-243.[nota 13][15]

Detector de germânio, recipiente de resfriamento, detector de cintilação e suporte de amostra em uma montagem de espectroscopia gama
A espectroscopia gama separa os sinais pela energia dos fótons e pode ajudar a reconhecer quais radionuclídeos estão presentes em uma amostra.

Como a atividade cai enquanto o radionuclídeo decai, uma medição precisa precisa dizer a que instante o valor se refere, sobretudo quando a meia-vida é curta.[nota 14] Se for necessário comparar medições feitas em horários diferentes, a lei de decaimento permite corrigir o valor para um mesmo instante de referência.[16]

O NIST estabeleceu em 2025 o primeiro padrão dos Estados Unidos para medir a atividade do actínio-225 e abriu um serviço de calibração para empresas e instituições que usam esse radionuclídeo em radiofármacos.[nota 15] Quando novos radionuclídeos entram em uso médico, também são necessários padrões metrológicos próprios para medir sua atividade em becqueréis.[17]

Relação com dose e outras grandezas radiológicas

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Diagrama que acompanha a radiação desde a fonte radioativa até a dose absorvida e o efeito biológico
A atividade mede o que ocorre na fonte. A dose depende da radiação que alcança o material ou organismo e da energia depositada.

Duas fontes com a mesma atividade em becqueréis podem expor uma pessoa a quantidades muito diferentes de radiação.[nota 16] O Bq mede quantas transformações nucleares ocorrem por unidade de tempo. O gray, símbolo Gy, mede a dose absorvida, ou seja, quanta energia da radiação ficou depositada por unidade de massa. O sievert, símbolo Sv, é usado para grandezas como dose equivalente e dose efetiva, que levam em conta o tipo de radiação e, no caso da dose efetiva, a sensibilidade dos tecidos. Para estimar uma dose a partir de uma atividade em Bq, é preciso saber que radiação está sendo emitida, sua energia, a distância e a posição entre a fonte e o alvo, a blindagem, a forma de exposição e o comportamento do radionuclídeo no organismo.[nota 17][2][14]

No cálculo da dose equivalente, o fator de ponderação da radiação wR dá pesos diferentes a tipos diferentes de radiação.[nota 18] O valor é 1 para fótons e elétrons, 20 para partículas alfa e varia com a energia dos nêutrons.[14] Se um radionuclídeo entra no corpo por inalação ou ingestão, podem ser usados coeficientes de dose em Sv/Bq, definidos para cada radionuclídeo, forma de entrada no corpo e faixa etária.[nota 19] Esses coeficientes permitem estimar a dose a partir da atividade incorporada sem transformar o becquerel em uma unidade de dose.[18]

Grandezas relacionadas à radiação ionizante
Grandeza Unidade Símbolo Expressão da unidade Equivalente no SI
Atividade, A becquerelBqs−1Unidade do SI
curieCi3,7 × 1010 s−137 GBq
rutherfordRd106 s−11 MBq
Exposição à radiação, X coulomb por quilogramaC/kgC·kg−1 de arUnidade do SI
röntgenRUma unidade eletrostática de carga por 0,001293 g de ar2,58 × 10−4 C/kg
Dose absorvida, D grayGyJ·kg−1Unidade do SI
erg por gramaerg/gerg·g−110−4 Gy
radrad100 erg·g−10,01 Gy
Dose equivalente, H sievertSvJ·kg−1Unidade do SI
remrem100 erg·g−10,01 Sv
Dose efetiva, E SievertSvJ·kg−1Unidade do SI
Remrem100 erg·g−10,01 Sv

Ordens de grandeza e exemplos

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Quando a atividade chega a milhares, milhões ou valores ainda maiores de becqueréis, prefixos como kBq e MBq tornam os números mais fáceis de ler.[2] A tabela reúne exemplos que vão da radioatividade natural do corpo humano a quantidades muito maiores de carbono-14 no planeta.

Exemplo Atividade aproximada Contexto
Potássio-40 em um adulto de 70 kg 4.400 Bq Para um adulto de 70 kg usado como exemplo, cerca de 0,0169 g de potássio-40 correspondem a aproximadamente 266.000 transformações por minuto, ou 4.400 por segundo.[nota 20][19]
amerício-241 em um detector de fumaça por ionização 37 kBq Um detector de fumaça por ionização costuma conter cerca de 37 kBq, ou 1 μCi, de amerício-241.[nota 21][20]
Inventário global de carbono-14 cerca de 8,5 × 1018 Bq, ou 8,5 EBq[nota 22] O carbono-14 é produzido na atmosfera quando nêutrons de raio cósmicos atingem átomos de nitrogênio. A produção natural é estimada em cerca de 1,4 PBq por ano. O inventário global fica em cerca de 8.500 PBq, dos quais aproximadamente 140 PBq estão na atmosfera.[21]

Ver também

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  • Radioatividade, fenômeno físico cuja atividade é expressa em becqueréis
  • Radionuclídeo, núcleo atômico instável sujeito a transformação radioativa
  • Meia-vida, tempo necessário para a quantidade e a atividade de um radionuclídeo caírem à metade
  • Contador Geiger, detector que registra eventos produzidos por radiação ionizante
  • Curie, unidade não SI de atividade radioativa
  • Gray, unidade SI de dose absorvida
  • Sievert, unidade SI usada em grandezas de proteção radiológica
  • Dosimetria, medição e avaliação da dose de radiação ionizante

Notas

  1. ↑ A escrita s−1 significa "por segundo". Aqui, ela expressa uma taxa: quantas transformações nucleares ocorrem, em média, a cada segundo.
  2. ↑ Uma constante de decaimento maior corresponde a transformações mais rápidas. Ela não conta quantos núcleos existem na amostra, por isso a atividade também depende de N.
  3. ↑ O sinal de menos aparece porque o número de núcleos radioativos diminui com o tempo. A atividade, porém, é apresentada como um valor positivo.
  4. ↑ ln é o logaritmo natural. Como ln 2 vale aproximadamente 0,693, a fórmula permite passar da constante de decaimento para a meia-vida, e vice-versa.
  5. ↑ O símbolo μ, a letra grega mu, é usado para o prefixo "micro", isto é, um milionésimo. Em μBq, o prefixo modifica o becquerel inteiro.
  6. ↑ Dois valores podem ter a mesma dimensão, s−1, sem medir a mesma coisa. O hertz conta repetições regulares de um fenômeno. O becquerel conta transformações radioativas, que ocorrem ao acaso em núcleos individuais.
  7. ↑ GBq significa gigabecquerel. O prefixo giga corresponde a um bilhão, então 37 GBq equivalem a 37 bilhões de becqueréis.
  8. ↑ Dividir a atividade pela massa, pelo volume ou pela área responde a uma pergunta diferente da atividade total. Por exemplo, dois recipientes podem ter a mesma atividade total, mas concentrações diferentes se um deles tiver muito mais água.
  9. ↑ "Alto fator de ocupação" quer dizer um local onde as pessoas costumam permanecer por muitas horas, como uma residência ou um ambiente de trabalho.
  10. ↑ A eficiência mede qual parte da radiação que chega ao detector realmente vira um sinal contado. A radiação de fundo reúne sinais que surgem mesmo sem a amostra, vindos do ambiente, de raios cósmicos ou do próprio equipamento.
  11. ↑ Metrologia é a ciência das medições. Nesse caso, ela permite comparar um valor em becqueréis obtido em um laboratório com o valor obtido em outro.
  12. ↑ Na cintilação líquida, a amostra fica em uma solução que produz pequenos flashes de luz ao absorver energia da radiação. Nas técnicas de coincidência, o sistema procura sinais da mesma transformação nuclear que chegam quase ao mesmo tempo.
  13. ↑ Uma padronização primária determina a atividade por um método que não precisa ser calibrado antes com outra fonte radioativa do mesmo tipo.
  14. ↑ A atividade de uma amostra muda enquanto o material decai. Por isso, um resultado preciso precisa dizer a que data e, em alguns casos, a que hora o valor se refere.
  15. ↑ Calibrar um instrumento significa comparar sua resposta com um padrão conhecido para saber se os valores medidos estão corretos e, quando necessário, ajustar a medição.
  16. ↑ O número em Bq fala sobre a fonte. Ele não diz, sozinho, quanto dessa radiação chega a uma pessoa, quanto é absorvido nem qual efeito biológico pode causar.
  17. ↑ A distância e a posição mudam quanto da radiação alcança o alvo. A blindagem é o material colocado no caminho para reduzir essa radiação. A via de exposição diz se o material está fora do corpo ou entrou por inalação, ingestão ou outra forma.
  18. ↑ Esse fator não conta partículas nem mede energia. Ele é um número usado no cálculo da dose equivalente para levar em conta que tipos diferentes de radiação podem produzir efeitos biológicos diferentes para a mesma dose absorvida.
  19. ↑ Um coeficiente de dose relaciona a atividade incorporada a uma estimativa de dose. Ele depende do radionuclídeo e da maneira como ele entrou no corpo, por isso não existe uma conversão única de Bq para Sv.
  20. ↑ Essa radioatividade faz parte da composição natural do corpo. O valor em becqueréis não deve ser lido como uma dose recebida pelo organismo, porque atividade e dose são grandezas diferentes.
  21. ↑ μCi significa microcurie, um milionésimo de curie. Como 1 Ci equivale a 37 GBq, 1 μCi equivale a 37 kBq.
  22. ↑ EBq significa exabecquerel. O prefixo exa corresponde a 1018, ou 1 seguido de 18 zeros. Uma unidade tão grande é útil para expressar a atividade de quantidades imensas de material.

Referências

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  2. 1 2 3 4 «Radiation Terms and Units» (em inglês). U.S. Environmental Protection Agency. 2 de setembro de 2026. Consultado em 22 de setembro de 2026
  3. 1 2 «Resolution 8 of the 15th CGPM (1975): SI units for ionizing radiation: becquerel» (em inglês). Escritório Internacional de Pesos e Medidas. 1975. doi:10.59161/CGPM1975RES8E. Consultado em 22 de setembro de 2026
  4. 1 2 The International System of Units (SI) (em inglês) 9.ª edição, versão 4.01 ed. [S.l.]: Escritório Internacional de Pesos e Medidas. 2026. doi:10.59161/AUEZ1291. Consultado em 22 de setembro de 2026
  5. ↑ «Integrating Mass Spectrometry Techniques into Radionuclide Metrology» (em inglês). National Institute of Standards and Technology. Consultado em 22 de setembro de 2026
  6. ↑ Emico Okuno e Elisabeth Mateus Yoshimura (2010). Física das radiações. São Paulo: Oficina de Textos. p. 84. ISBN 978-85-7975-005-2
  7. 1 2 3 4 Allisy, A. (1995). «From the curie to the becquerel». Metrologia (em inglês). 31 (6): 467–479. doi:10.1088/0026-1394/31/6/006
  8. 1 2 3 4 Sistema Internacional de Unidades (SI) (PDF) 2.ª edição da tradução luso-brasileira ed. Brasília: Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia. 2025. ISBN 978-85-86920-30-1. Consultado em 22 de setembro de 2026
  9. ↑ «The Nobel Prize in Physics 1903» (em inglês). Nobel Prize Outreach. Consultado em 22 de setembro de 2026
  10. 1 2 Harder, D. (1976). «[The new radiologic units of measurement gray and becquerel (author's translation from the German original)]». Röntgen-Blätter (em alemão). 29 (1): 49–52. PMID 1251122
  11. ↑ Lind, S. C. (28 de junho de 1946). «New Units for the Measurement of Radioactivity». Science (em inglês). 103 (2687): 761–762. PMID 17836457. doi:10.1126/science.103.2687.761-a
  12. ↑ «Resolution 7 of the 12th CGPM (1964): Curie» (em inglês). Escritório Internacional de Pesos e Medidas. 1964. doi:10.59161/CGPM1964RES7E. Consultado em 22 de setembro de 2026
  13. ↑ «Guidelines for Radioelement Mapping Using Gamma Ray Spectrometry Data» (PDF) (em inglês). Viena: International Atomic Energy Agency. 2003. ISBN 92-0-108303-3. Consultado em 22 de setembro de 2026
  14. 1 2 3 «Norma ANSN 3.01: Requisitos Básicos de Radioproteção e Segurança Radiológica de Fontes de Radiação» (PDF). Autoridade Nacional de Segurança Nuclear. 7 de julho de 2025. Consultado em 22 de setembro de 2026
  15. 1 2 3 «Basic Metrology: Primary Standards for Radionuclides» (em inglês). National Institute of Standards and Technology. Consultado em 22 de setembro de 2026
  16. ↑ Bergeron, Denis (18 de fevereiro de 2021). «NIST Radioactivity Measurements Get the Ball Rolling for New Cancer Therapies» (em inglês). National Institute of Standards and Technology. Consultado em 22 de setembro de 2026
  17. ↑ «New NIST Standard Helps Deliver the Right Dosage of Cancer-Fighting Drugs» (em inglês). National Institute of Standards and Technology. 3 de junho de 2025. Consultado em 22 de setembro de 2026
  18. ↑ «Dose Coefficients for Intakes of Radionuclides by Members of the Public: Part 1» (em inglês). International Commission on Radiological Protection. 2024. Consultado em 22 de setembro de 2026
  19. ↑ «Radioactive Human Body» (em inglês). Harvard Natural Sciences Lecture Demonstrations. Consultado em 22 de setembro de 2026
  20. ↑ Management of Disused Ionization Chamber Smoke Detectors and Their Associated Disused Sealed Radioactive Sources (PDF) (em inglês). Viena: International Atomic Energy Agency. 2024. ISBN 978-92-0-109324-0. doi:10.61092/iaea.ve1k-bnjs. Consultado em 22 de setembro de 2026
  21. ↑ «Carbon 14 (14C)» (em inglês). Nuclear Regulation Authority, Japão. Consultado em 22 de setembro de 2026

Leitura adicional

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Ligações externas

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