Moderná fyzika
Lekársky stopovač Tc-99m
Indikátor s krátkym polčasom — aktivita rýchlo klesá na grafe rozpadu.
Lekársky stopovač Tc-99m — interaktívna simulácia Moderná fyzika. Indikátor s krátkym polčasom — aktivita rýchlo klesá na grafe rozpadu. Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.
Lekársky stopovač
Stopovač s krátkym polčasom — aktivita rýchlo klesá na rozpadovom grafe.
Technícium-99m (T½ ≈ 6 h) je gama-emitujúci stopovač zvolený tak, aby aktivita A = λN po zobrazení rýchlo klesla, čím obmedzuje dávku pacienta. Stlač Prehrať: mriežka rýchlo mení farbu, keď N/N₀ = (½)^(t/T½). Krátke T½ znamená veľké λ = ln2/T½ a vysokú počiatočnú aktivitu pre dané N₀.
- Krátke T½
- Aktivita A = λN
Prehľad skúmania
Naplánuj otázku ešte pred otvorením laboratória
Stručný opis zrkadlí predrenderovanú stránku: hlavná otázka, súťažiace predikcie, úlohy premenných, riadiace zákony, postavenie, analýza a rozširujúce podnety zostávajú viditeľné a v tomto poradí.
Hlavná otázka
Technícium-99m (používané v lekárskom zobrazovaní) má polčas len asi 6 hodín — oveľa kratší než 5,730 rokov uhlíka-14. Klesá aj jeho rádioaktívna AKTIVITA (rozpady za sekundu) v čase, alebo zostáva aktivita konštantná, kým klesá len celkový počet atómov?
Predikcie na zváženie
- Aktivita klesá tiež, nasledujúc ten istý exponenciálny rozpad ako počet atómov, pretože aktivita je úmerná tomu, koľko rádioaktívnych atómov zostáva.
- Aktivita zostáva konštantná, aj keď počet atómov klesá.
- Aktivita v skutočnosti rastie, keď menej atómov zostáva, pretože každý zostávajúci atóm je pravdepodobnejšie rozpadnutý.
Úlohy premenných
Čo nastavuješ:
- Uplynulý čas t (h)
Čo meriaš:
- Aktivita A (MBq)
Ako skúmanie prebieha
- Otvor predvolbu Tc99m v medicíne a stlač Resetovať. Polčas je pevne 6 hodín; vzorka začína s 10¹⁰ atómov.
- Zapni odčítanie aktivity.
- Nastav uplynulý čas pre každý pokus a zaznamenaj aktivitu vzorky.
Riadiaca rovnica
Rádioaktívna aktivita — A = λN
Aktivita vzorky — jej miera rozpadových udalostí za sekundu — je A = λN, kde λ = ln(2)/T½ je rozpadová konštanta a N je počet nerozpadnutých jadier, ktoré zostávajú. Aktivita klesá exponenciálne v kroku s N.
Čo má študentov naučiť tlačiteľný list
- Pre jeden pokus vypočítaj N(t) = N₀·(1/2)^(t/T½) s T½ = 6 hodín, N₀ = 10¹⁰, potom A = λN s λ = ln(2)/T½. Porovnaj s tabuľkou.
- Vysvetli, prečo aktivita A = λN nasleduje presne tú istú exponenciálnu krivku rozpadu ako samotné N(t) — aktivita je len počet atómov škálovaný pevnou rozpadovou konštantou λ.
Kde sa to objavuje mimo laboratória
- Krátky polčas Tc-99m je presne dôvod, prečo sa používa v lekárskom zobrazovaní: dodá silný, užitočný rádioaktívny signál rýchlo a potom sa rozpadne na bezpečnú úroveň do asi dňa, minimalizujúc dlhodobé ožiarenie pacienta. Vysvetli, prečo uhlík-14 (s polčasom 5,730 rokov) by bol hrozná voľba pre túto aplikáciu.
- Pretože Tc-99m sa rozpadá tak rýchlo, nemocnice ho nemôžu skladovať — zvyčajne sa „dojí“ na mieste z dlhšie žijúceho rodičovského izotopu (molybdén-99) tesne pred použitím. Vysvetli pomocou zákona rozpadu, prečo preprava hotového Tc-99m zo vzdialenej továrne by premárnila väčšinu dávky po ceste.
- 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
- Vitaj pri Tc99m v medicíne
- Vyber nuklid
- Stlač Prehrať
- Lekársky polčas
- Otvor panel Vlastnosti
- Zvládol si to!
Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.
Otvoriť interaktívne laboratórium →