Lékařské radioizotopy: krátký poločas technecia-99m

1 · Predikuj

Technecium-99m (používané v lékařském zobrazování) má poločas jen asi 6 hodin — mnohem kratší než 5 730 let uhlíku-14. Klesá v čase i jeho radioaktivní AKTIVITA (přeměny za sekundu), nebo zůstává aktivita konstantní, zatímco klesá jen celkový počet atomů?

• Aktivita také klesá, sleduje stejný exponenciální rozpad jako počet atomů, protože aktivita je úměrná tomu, kolik radioaktivních atomů zbyvá.
• Aktivita zůstává konstantní, i když počet atomů klesá.
• Aktivita naopak roste, jak míň atomů zbyvá, protože každý zbývající atom je pravděpodobněji přeměněn.

2 · Sestavení

1. Otevři předvolbu tc99m-medical a stiskni Resetovat. Poločas je pevně 6 hodin; vzorek začíná s 10¹⁰ atomů.
2. Zapni odečet aktivity.
3. Nastav uplynulý čas pro každý pokus a zapiš aktivitu vzorku.

3 · Sbírej data

Vynes aktivitu A (osa y) proti uplynulému času t (osa x) pro své tři pokusy. Sleduje stejný exponenciální tvar jako N(t)?

4 · Analyzuj

1. Pro jeden pokus spočti N(t) = N₀·(1/2)^(t/T½) s T½ = 6 hodin, N₀ = 10¹⁰, pak A = λN s λ = ln(2)/T½. Porovnej s tabulkou.
2. Vysvětli, proč aktivita A = λN sleduje přesně tutéž exponenciální křivku rozpadu jako N(t) samotné — aktivita je jen počet atomů škálovaný pevnou konstantou přeměny λ.

5 · Rozšiř

1. Krátký poločas Tc-99m je přesně důvod, proč se používá v lékařském zobrazování: dodá silný, užitečný radioaktivní signál rychle a pak se rozpadne na bezpečnou úroveň asi do dne, čímž minimalizuje dlouhodobé ozáření pacienta. Vysvětli, proč by uhlík-14 (s poločasem 5 730 let) byl hrozná volba pro tuto aplikaci.
2. Protože Tc-99m se přeměňuje tak rychle, nemohou ho nemocnice skladovat — typicky se „dojí“ na místě z déle žijícího rodičovského izotopu (molybden-99) těsně před použitím. Vysvětli pomocí zákona rozpadu, proč přeprava hotového Tc-99m ze vzdálené továrny by promrhala většinu dávky na cestě.

Fyzika za tímto experimentem

← Zpět na experiment

138 bezplatných tisknutelných pracovních listů z fyziky