Lääketieteelliset radioisotoopit: teknium-99m:n lyhyt puoliintumisaika

1 · Ennusta

Teknium-99m:llä (käytetään lääketieteellisessä kuvantamisessa) on puoliintumisaika vain noin 6 tuntia – paljon lyhyempi kuin hiili-14:n 5 730 vuotta. Laskeeko sen radioaktiivinen AKTIIVISUUS (hajoamiset sekunnissa) myös ajan myötä, vai pysyykö aktiivisuus vakiona, kun vain atomien kokonaismäärä laskee?

• Aktiivisuus laskee myös, samaa eksponentiaalista hajoamista kuin atomimäärä, koska aktiivisuus on verrannollinen siihen, kuinka monta radioaktiivista atomia jäljellä on.
• Aktiivisuus pysyy vakiona, vaikka atomimäärä laskee.
• Aktiivisuus oikeastaan kasvaa, kun vähemmän atomeja jäljellä, koska jokainen jäljellä oleva atomi on todennäköisemmin hajoava.

2 · Kokoa

1. Avaa Tc99m-lääketiede-esiasetus ja paina Nollaa. Puoliintumisaika on kiinnitetty arvoon 6 tuntia; näyte alkaa arvolla 10¹⁰ atomia.
2. Ota käyttöön aktiivisuuden lukema.
3. Aseta kulunut aika jokaiselle suoritukselle ja kirjaa näytteen aktiivisuus.

3 · Kerää data

Kuvaa aktiivisuus A (y-akseli) kulunutta aikaa t vasten (x-akseli) kolmelle suorituksellesi. Seuraako se samaa eksponentiaalista muotoa kuin N(t)?

4 · Analysoi

1. Yhdelle suoritukselle laske N(t) = N₀·(1/2)^(t/T½) arvoilla T½ = 6 tuntia, N₀ = 10¹⁰, sitten A = λN arvolla λ = ln(2)/T½. Vertaa taulukkoon.
2. Selitä, miksi aktiivisuus A = λN seuraa täsmälleen samaa eksponentiaalista hajoamiskäyrää kuin N(t) itse – aktiivisuus on vain atomimäärä skaalattuna kiinteällä hajoamisvakiolla λ.

5 · Laajenna

1. Tc-99m:n lyhyt puoliintumisaika on juuri syy, miksi sitä käytetään lääketieteellisessä kuvantamisessa: se toimittaa vahvan, hyödyllisen radioaktiivisen signaalin nopeasti ja hajoaa sitten turvalliselle tasolle noin päivän sisällä minimoiden potilaan pitkäaikaisen säteilyaltistuksen. Selitä, miksi hiili-14 (5 730 vuoden puoliintumisajallaan) olisi kauhea valinta tähän käyttöön.
2. Koska Tc-99m hajoaa niin nopeasti, sairaalat eivät voi varastoida sitä – se ”luvotaan” tyypillisesti paikan päällä pidemmäikäisestä vanhemmasta isotoopista (molybdeeni-99) hieman ennen käyttöä. Selitä hajoamislain avulla, miksi valmiiksi valmistetun Tc-99m:n lähettäminen kaukaa tehtaasta hukuttaisi suurimman osan annoksesta kuljetuksessa.

Tämän kokeen fysiikka

← Takaisin kokeeseen

138 ilmaista tulostettavaa fysiikan työarkkia