Radioisotop Medis: Waktu Paruh Pendek Technetium- 99 m
1 · Memprediksi
Technetium- 99 m (digunakan dalam pencitraan medis) memiliki waktu paruh hanya sekitar jam 6 — jauh lebih pendek dari carbon-14, 730 tahun. Apakah AKTIVITAS radioaktifnya (peluruhan per detik) juga berkurang seiring berjalannya waktu, atau apakah aktivitasnya tetap konstan sementara jumlah atomnya berkurang?
- Aktivitas juga menurun, mengikuti peluruhan eksponensial yang sama dengan jumlah atom, karena aktivitas sebanding dengan jumlah atom radioaktif yang tersisa.
- Aktivitas tetap konstan meskipun jumlah atom menurun.
- Aktivitas sebenarnya meningkat seiring dengan semakin sedikitnya atom yang tersisa, karena semakin besar kemungkinan atom yang tersisa untuk meluruh.
2 · Pengaturan
- Buka preset tc99m-medical dan tekan Reset. Waktu paruh ditetapkan pada 6 jam; sampel dimulai dengan 10¹⁰ atom.
- Aktifkan pembacaan aktivitas.
- Tetapkan waktu yang berlalu untuk setiap percobaan dan catat aktivitas sampel.
3 · Kumpulkan Data
| Waktu yang berlalu t (h) | Kegiatan A (MBq) |
|---|---|
| 3.00 | |
| 6.00 | |
| 12.00 |
Plot aktivitas A (sumbu y) terhadap waktu yang telah berlalu t (sumbu x) untuk tiga percobaan Anda. Apakah bentuk eksponensialnya sama dengan N(t)?
4 · Analisis
- Untuk satu percobaan, hitung N(t) = N₀·(1/2)^(t/T½) menggunakan T½ = 6 jam, N₀ = 10¹⁰, lalu A = λN menggunakan λ = ln(2)/T½. Bandingkan dengan tabel.
- Jelaskan mengapa aktivitas A = λN mengikuti kurva peluruhan eksponensial yang sama persis dengan N(t) itu sendiri — aktivitas hanyalah jumlah atom yang diukur dengan konstanta peluruhan tetap λ.
5 · Perluas
- Waktu paruh Tc-99m yang pendek adalah alasan mengapa ia digunakan dalam pencitraan medis: ia mengirimkan sinyal radioaktif yang kuat dan berguna dengan cepat, kemudian meluruh ke tingkat yang aman dalam waktu sekitar satu hari, sehingga meminimalkan paparan radiasi jangka panjang pada pasien. Jelaskan mengapa karbon-14 (dengan waktu paruh 5.730 tahun) merupakan pilihan yang buruk untuk penerapan ini.
- Karena Tc-99m membusuk dengan sangat cepat, rumah sakit tidak dapat menimbunnya – Tc-99m biasanya ‘diperah’ di tempat dari isotop induk yang berumur lebih panjang (molibdenum-99) sesaat sebelum digunakan. Jelaskan, dengan menggunakan hukum peluruhan, mengapa pengiriman Tc-99m yang sudah jadi dari pabrik yang jauh akan membuang sebagian besar dosis dalam perjalanan.
Fisika di Balik Eksperimen Ini
Aktivitas Radioaktif
Aktivitas suatu sampel — laju peluruhannya per detik — adalah A = λN, dengan λ = ln(2)/T½ adalah konstanta peluruhan dan N adalah jumlah inti yang belum membusuk. Aktivitas turun secara eksponensial sejalan dengan N.