النظائر المشعة الطبية: نصف عمر التقنيشيوم-99m القصير

1 · توقّع

نصف عمر التقنيشيوم-99m (المستخدم في التصوير الطبي) نحو 6 ساعات فقط — أقصر بكثير من 5,730 سنة للكربون-14. هل ينقص نشاطه الإشعاعي (الاضمحلالات في الثانية) أيضًا مع الزمن، أم يثبت النشاط بينما يهبط عدد الذرات الكلي فقط؟

• ينقص النشاط أيضًا، متبعًا الاضمحلال الأُسّي نفسه كعدد الذرات، إذ يتناسب النشاط مع عدد الذرات المشعة المتبقية.
• يثبت النشاط حتى مع هبوط عدد الذرات.
• بل يزداد النشاط كلما قلّت الذرات، إذ ترجح إضمحلال كل ذرة متبقية.

2 · التجهيز

1. افتح تجربة Tc-99m الطبية واضغط إعادة. نصف العمر مثبت عند 6 ساعات؛ وتبدأ العينة بـ10¹⁰ ذرات.
2. فعّل قراءة النشاط.
3. اضبط الزمن المنقضي لكل تجربة وسجل نشاط العينة.

3 · اجمع البيانات

ارسم النشاط A (المحور y) مقابل الزمن المنقضي t (المحور x) لتجاربك الثلاث. هل يتبع الشكل الأُسّي نفسه كـN(t)؟

4 · حلّل

1. لمحاولة واحدة، احسب N(t) = N₀·(1/2)^(t/T½) باستخدام T½ = 6 ساعات و N₀ = 10¹⁰، ثم A = λN باستخدام λ = ln(2)/T½. قارن بالجدول.
2. اشرح لماذا يتبع النشاط A = λN منحنى الاضمحلال الأسي نفسه تمامًا كـ N(t) — النشاط هو مجرد عدد الذرات مضروبًا في ثابت الاضمحلال الثابت λ.

5 · وسّع

1. نصف عمر Tc-99m القصير هو بالضبط سبب استخدامه في التصوير الطبي: يعطي إشارة إشعاعية قوية مفيدة سريعًا، ثم يضمحل إلى مستوى آمن خلال نحو يوم، فيقلل تعريض المريض للإشعاع على المدى الطويل. اشرح لماذا سيكون الكربون-14 (بنصف عمره 5,730 سنة) خيارًا سيئًا للغاية لهذا التطبيق.
2. لأن Tc-99m يضمحل سريعًا هكذا، لا تستطيع المستشفيات تخزينه — يُستخرج عادة في الموقع من نظير أصلي أطول عمرًا (الموليبدينوم-99) قبل الاستخدام بقليل. بقانون الاضمحلال، اشرح لماذا سيهدر شحن Tc-99m جاهز من مصنع بعيد معظم الجرعة في الطريق.

الفيزياء خلف هذه التجربة

← عودة إلى التجربة