Orvosi radioizotópok: a technécium-99m rövid felezési ideje

1 · Jóslás

A technécium-99m (orvosi képalkotásban használt) felezési ideje mindössze kb. 6 óra — jóval rövidebb, mint a szén-14 5730 éve. A radioaktív AKTIVITÁSA (bomlások másodpercenként) is csökken-e az idővel, vagy állandó marad az aktivitás, miközben csak az atomok teljes száma esik?

2 · Előkészítés

  1. Nyisd meg a tc99m-medical előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A felezési idő 6 órára rögzített; a minta 10¹⁰ atommal indul.
  2. Engedélyezd az aktivitás-kijelzőt.
  3. Állítsd be az eltelt időt minden mérésnél, és rögzítsd a minta aktivitását.

3 · Adatgyűjtés

Eltelt idő t (h)Aktivitás A (MBq)
3.00
6.00
12.00

Ábrázold az A aktivitást (y-tengely) az eltelt t idővel (x-tengely) szemben a három mérésedhez. Ugyanazt az exponenciális alakot követi, mint az N(t)?

4 · Elemzés

  1. Egy mérésnél számítsd ki az N(t) = N₀·(1/2)^(t/T½) T½ = 6 óra, N₀ = 10¹⁰ használatával, majd A = λN a λ = ln(2)/T½ értékkel. Hasonlítsd a táblázathoz.
  2. Magyarázd meg, miért követi az A = λN aktivitás pontosan ugyanazt az exponenciális bomlási görbét, mint maga az N(t) — az aktivitás csak az atomszám, a rögzített λ bomlási állandóval skálázva.

5 · Kiterjesztés

  1. A Tc-99m rövid felezési ideje pontosan azért teszi orvosi képalkotásra alkalmassá: gyorsan erős, hasznos radioaktív jelet ad, majd kb. egy nap alatt biztonságos szintre bomlik el, minimalizálva a beteg hosszú távú sugárterhelését. Magyarázd meg, miért lenne a szén-14 (5730 éves felezési idővel) szörnyű választás erre az alkalmazásra.
  2. Mivel a Tc-99m olyan gyorsan bomlik, a kórházak nem raktározhatják — jellemzően hosszabb életű szülő-izotópból (molibdén-99) „fejik” a helyszínen, röviddel használat előtt. Magyarázd meg a bomlási törvénnyel, miért pazarolná el az adag nagy részét szállítás közben egy távoli gyárból előre elkészített Tc-99m beszállítása.

A fizika a kísérlet mögött

Radioaktív aktivitás

Egy minta aktivitása — bomlási eseményeinek másodpercenkénti száma — A = λN, ahol λ = ln(2)/T½ a bomlási állandó, és N a megmaradt, el nem bomlott magok száma. Az aktivitás lépést tartva esik exponenciálisan N-nel.

← Vissza a kísérlethez

Modern fizika

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap