Medische radio-isotopen: de korte halveringstijd van technetium-99m

1 · Voorspel

Technetium-99m (gebruikt in medische beeldvorming) heeft een halveringstijd van slechts ongeveer 6 uur — veel korter dan de 5.730 jaar van koolstof-14. Neemt ook zijn radioactieve ACTIVITEIT (vervalprocessen per seconde) af met de tijd, of blijft de activiteit constant terwijl alleen het totale aantal atomen daalt?

• De activiteit neemt ook af, volgens hetzelfde exponentiële verval als het aantal atomen, want de activiteit is evenredig met het aantal resterende radioactieve atomen.
• De activiteit blijft constant, ook als het aantal atomen daalt.
• De activiteit neemt juist toe als er minder atomen overblijven, want elk resterend atoom heeft meer kans te vervallen.

2 · Opstelling

1. Open de voorinstelling tc99m-medical en druk op Herstel. De halveringstijd staat vast op 6 uur; het monster start met 10¹⁰ atomen.
2. Zet de aflezing van de activiteit aan.
3. Stel voor elke meting de verstreken tijd in en noteer de activiteit van het monster.

3 · Verzamel gegevens

Zet voor je drie metingen de activiteit A (y-as) uit tegen de verstreken tijd t (x-as). Volgt hij dezelfde exponentiële vorm als N(t)?

4 · Analyseer

1. Reken voor één meting N(t) = N₀·(1/2)^(t/T½) uit met T½ = 6 uur, N₀ = 10¹⁰, en daarna A = λN met λ = ln(2)/T½. Vergelijk met de tabel.
2. Leg uit waarom de activiteit A = λN exact dezelfde exponentiële vervalcurve volgt als N(t) zelf — de activiteit is niets anders dan het aantal atomen geschaald met de vaste vervalconstante λ.

5 · Verdiep

1. Juist de korte halveringstijd van Tc-99m is de reden dat het in medische beeldvorming wordt gebruikt: het geeft snel een sterk, bruikbaar radioactief signaal af en vervalt daarna binnen ongeveer een dag tot een veilig niveau, wat de langdurige stralingsbelasting van een patiënt minimaliseert. Leg uit waarom koolstof-14 (met zijn halveringstijd van 5.730 jaar) een vreselijke keuze zou zijn voor deze toepassing.
2. Omdat Tc-99m zo snel vervalt, kunnen ziekenhuizen het niet op voorraad houden — het wordt doorgaans kort voor gebruik ter plekke 'gemolken' uit een langer levende moeder-isotoop (molybdeen-99). Leg met de vervalwet uit waarom het vervoer van kant-en-klaar Tc-99m vanuit een verre fabriek het grootste deel van de dosis onderweg zou verspillen.

De natuurkunde achter dit experiment

← Terug naar experiment

138 gratis printbare labwerkbladen voor natuurkunde