Ιατρικά ραδιοϊσότοπα: Ο μικρός χρόνος υποδιπλασιασμού τεχνήτιου-99m

1 · Πρόβλεψε

Το τεχνήτιο-99m (που χρησιμοποιείται στην ιατρική απεικόνιση) έχει χρόνο υποδιπλασιασμού μόνο περίπου 6 ωρών — πολύ μικρότερο από τα 5.730 έτη του άνθρακα-14. Η ρΑΔΙΕΝΕΡΓΗΣ ΕΝΕΡΓΟΤΗΤΑ του (διασπάσεις ανά δευτερόλεπτο) μειώνεται επίσης με τον χρόνο, ή η ενεργότητα μένει σταθερή ενώ μόνο ο συνολικός αριθμός ατόμων πέφτει;

• Η ενεργότητα μειώνεται επίσης, ακολουθώντας την ίδια εκθετική διάσπαση με τον αριθμό ατόμων, αφού η ενεργότητα είναι ανάλογη του πόσα ραδιενεργά άτομα απομένουν.
• Η ενεργότητα μένει σταθερή ακόμη καθώς ο αριθμός ατόμων πέφτει.
• Η ενεργότητα στην πραγματικότητα μεγαλώνει καθώς λιγότερα άτομα απομένουν, αφού κάθε απομεινάριο άτομο είναι πιο πιθανό να διασπαστεί.

2 · Διάταξη

1. Άνοιξε την προεπιλογή tc99m-medical και πάτησε Επαναφορά. Ο χρόνος υποδιπλασιασμού είναι σταθερός στις 6 ώρες· το δείγμα ξεκινά με 10¹⁰ άτομα.
2. Ενεργοποίησε την ένδειξη ενεργότητας.
3. Ρύθμισε τον χρόνο παρόδου για κάθε δοκιμή και κατέγραψε την ενεργότητα του δείγματος.

3 · Συλλογή Δεδομένων

Χαράξε την ενεργότητα A (άξονας y) έναντι του χρόνου παρόδου t (άξονας x) για τις τρεις δοκιμές σου. Ακολουθεί το ίδιο εκθετικό σχήμα με το N(t);

4 · Ανάλυση

1. Για μία δοκιμή, υπολόγισε N(t) = N₀·(1/2)^(t/T½) χρησιμοποιώντας T½ = 6 ώρες, N₀ = 10¹⁰, μετά A = λN χρησιμοποιώντας λ = ln(2)/T½. Σύγκρινε με τον πίνακα.
2. Εξήγησε γιατί η ενεργότητα A = λN ακολουθεί την ακριβώς ίδια εκθετική καμπύλη διάσπασης με το ίδιο το N(t) — η ενεργότητα είναι απλώς ο αριθμός ατόμων κλιμακωμένος από τη σταθερά διάσπασης λ.

5 · Επέκταση

1. Ο μικρός χρόνος υποδιπλασιασμού του Tc-99m είναι ακριβώς ο λόγος που χρησιμοποιείται στην ιατρική απεικόνιση: παραδίδει ισχυρό, χρήσιμο ραδιενεργό σήμα γρήγορα, και μετά διασπάται σε ασφαλές επίπεδο μέσα σε περίπου μία ημέρα, ελαχιστοποιώντας τη μακροχρόνια έκθεση ακτινοβολίας του ασθενούς. Εξήγησε γιατί ο άνθρακας-14 (με τα 5.730 έτη χρόνου υποδιπλασιασμού του) θα ήταν τρομερή επιλογή για αυτή την εφαρμογή.
2. Επειδή το Tc-99m διασπάται τόσο γρήγορα, τα νοσοκομεία δεν μπορούν να αποθέματοποιήσουν — τυπικά «αρμέγεται» επί τόπου από μεγαλύτερης διάρκειας γονικό ισότοπο (μολυβδήνιο-99) λίγο πριν τη χρήση. Εξήγησε, χρησιμοποιώντας τον νόμο διάσπασης, γιατί η αποστολή έτοιμου Tc-99m από μακρινό εργοστάσιο θα σπαθάλαινε το μεγαλύτερο μέρος της δόσης στη μεταφορά.

Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα

← Πίσω στο πείραμα

138 δωρεάν εκτυπώσιμα φύλλα εργασίας φυσικής