Medisinske radioisotoper: teknetium-99ms korte halveringstid

1 · Prediker

Teknetium-99m (brukt i medisinsk avbildning) har en halveringstid på bare omtrent 6 timer — langt kortere enn karbon-14s 5 730 år. Synker også dens radioaktive AKTIVITET (henfall per sekund) over tid, eller forblir aktiviteten konstant mens bare totalantallet atomer synker?

• Aktiviteten synker også, etter det samme eksponentielle henfallet som atomantallet, siden aktiviteten er proporsjonal med hvor mange radioaktive atomer som gjenstår.
• Aktiviteten forblir konstant selv om atomantallet synker.
• Aktiviteten øker faktisk etter hvert som færre atomer gjenstår, siden hvert gjenværende atom er mer sannsynlig å henfalle.

2 · Oppsett

1. Åpne tc99m-medisinsk-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Halveringstiden er fast ved 6 timer; prøven starter med 10¹⁰ atomer.
2. Aktiver aktivitetsavlesningen.
3. Sett den forløpte tiden for hvert forsøk og registrer prøvens aktivitet.

3 · Samle inn data

Plott aktivitet A (y-akse) mot forløpt tid t (x-akse) for dine tre forsøk. Følger den den samme eksponentielle formen som N(t)?

4 · Analyser

1. For ett forsøk, beregn N(t) = N₀·(1/2)^(t/T½) med T½ = 6 timer, N₀ = 10¹⁰, deretter A = λN med λ = ln(2)/T½. Sammenlign med tabellen.
2. Forklar hvorfor aktiviteten A = λN følger nøyaktig den samme eksponentielle henfallskurven som N(t) selv — aktiviteten er bare atomantallet skalert med den faste henfallskonstanten λ.

5 · Utvid

1. Tc-99ms korte halveringstid er nøyaktig derfor det brukes i medisinsk avbildning: det leverer et sterkt, nyttig radioaktivt signal raskt, og henfaller deretter til et trygt nivå i løpet av omtrent en dag, noe som minimerer pasientens langsiktige strålingseksponering. Forklar hvorfor karbon-14 (med sin halveringstid på 5 730 år) ville vært et forferdelig valg for denne anvendelsen.
2. Fordi Tc-99m henfaller så raskt, kan sykehus ikke hamstre det — det «melkes» vanligvis på stedet fra en lengrelevende moderisotop (molybden-99) like før bruk. Forklar, med henfallsloven, hvorfor frakt av ferdiglaget Tc-99m fra en fjernt fabrikk ville sløse med mesteparten av dosen underveis.

Fysikken bak dette eksperimentet

← Tilbake til eksperimentet

138 gratis, utskrivbare fysikk-arbeidsark