Modernā fizika

Tc-99m medicīniskais indikators

Īsa pussabrukšanas perioda indikators — aktivitāte krītas ātri uz sabrukšanas grafika.

Tc-99m medicīniskais indikators — interaktīva Modernā fizika simulācija. Īsa pussabrukšanas perioda indikators — aktivitāte krītas ātri uz sabrukšanas grafika. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.

Medicīniskais indikators

Īsa pussabrukšanas perioda indikators — aktivitāte krītas ātri uz sabrukšanas grafika.

Tehnēcijs-99m (T½ ≈ 6 h) ir gamma starojuma indikators, izvēlēts tā, lai aktivitāte A = λN ātri kristos pēc attēlveidošanas, ierobežojot pacienta devu. Nospied „Atskaņot”: režģis maina krāsu ātri, N/N₀ = (½)^(t/T½). Īss T½ nozīmē lielu λ = ln2/T½ un augstu sākotnējo aktivitāti pie dotā N₀.

• Īss T½
• Aktivitāte A = λN

Izpētes kopsavilkums

Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju

Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.

Virzošais jautājums

Tehnēcijam-99m (ko izmanto medicīniskajā attēlveidošanā) ir pussabrukšanas periods tikai aptuveni 6 stundas — daudz īsāks nekā ogleklim-14 (5 730 gadu). Vai tā radioaktīvā AKTIVITĀTE (sabrukumi sekundē) arī krīt laika gaitā, vai aktivitāte paliek nemainīga, kamēr krīt tikai kopējais atomu skaits?

Prognozes, ko svērt

• Aktivitāte arī krīt, sekojot tam pašam eksponenciālajam sabrukumam kā atomu skaits, tā kā aktivitāte ir proporcionāla tam, cik daudz radioaktīvu atomu paliek.
• Aktivitāte paliek nemainīga, kaut atomu skaits krīt.
• Aktivitāte patiesībā aug, kad atlicis mazāk atomu, tā kā katram atlikušajam atomam ir lielāka varbūtība sabrukt.

Lielumu lomas

Ko tu iestati:

• Pagājušais laiks t (h)

Ko tu mēri:

• Aktivitāte A (kBq)

Kā izpēte norit

1. Atver Tc-99m medicīnas eksperimentu un nospied Atiestatīt. Pussabrukšanas periods ir fiksēts 6 stundas; paraugs sākas ar 10¹⁰ atomiem.
2. Ieslēdz aktivitātes rādījumu.
3. Iestati pagājušo laiku katram mēģinājumam un ieraksti parauga aktivitāti.

Noteicošais vienādojums

Radioaktīvā aktivitāte — A = λN

Parauga aktivitāte — tās sabrukumu notikumu ātrums sekundē — ir A = λN, kur λ = ln(2)/T½ ir sabrukšanas konstante un N ir atlikušo nesabrukušo kodolu skaits. Aktivitāte krīt eksponenciāli solī ar N.

Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt

• Vienam mēģinājumam izrēķini N(t) = N₀·(1/2)^(t/T½) ar T½ = 6 stundas, N₀ = 10¹⁰, tad A = λN ar λ = ln(2)/T½. Salīdzini ar tabulu.
• Izskaidro, kāpēc aktivitāte A = λN seko tieši tai pašai eksponenciālajai sabrukuma līknei kā N(t) pats — aktivitāte ir tikai atomu skaits, skalēts ar fiksēto sabrukšanas konstanti λ.

Kur tas parādās ārpus laboratorijas

• Tc-99m īsais pussabrukšanas periods ir tieši iemesls, kāpēc to izmanto medicīniskajā attēlveidošanā: tas piegādā stipru, noderīgu radioaktīvu signālu ātri, tad sabrūk līdz drošam līmenim aptuveni dienas laikā, minimizējot pacienta ilgtermiņa starojuma iedarbību. Izskaidro, kāpēc ogleklis-14 (ar 5 730 gadu pussabrukšanas periodu) būtu šausmīga izvēle šim pielietojumam.
• Tā kā Tc-99m sabrūk tik ātri, slimnīcas to nevar uzkrāt — to parasti „izslauka” uz vietas no ilgāk dzīvojoša vecākā izotopa (molibdēna-99) neilgi pirms lietošanas. Izskaidro, izmantojot sabrukuma likumu, kāpēc gatava Tc-99m piegāde no tālas fabrikas izšķiestu lielāko daļu devas ceļā.

• AP Physics 2 — Unit 15: Modern Physics
• IB Physics — E.3 Radioactive decay
• General High School Physics — Modern physics intro
• NGSS High School Physics — Wave-particle duality of light

1. Sveicināts Tc-99m medicīnas eksperimentā
2. Atlasīts nuklīdu
3. Nospied „Atskaņot”
4. Medicīniskais pussabrukšanas periods
5. Atver Īpašību paneli
6. Tev izdevās!

Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.

Atvērt interaktīvo laboratoriju →

Lejupielādēt darba lapu →

Radioaktīvs sabrukums un pussabrukšanas periods