Moderna fizika

Medicinski sledilnik Tc-99m

Sledilnik s kratkim razpolovnim časom — aktivnost na grafu razpada hitro pade.

Medicinski sledilnik Tc-99m — interaktivna simulacija Moderna fizika. Sledilnik s kratkim razpolovnim časom — aktivnost na grafu razpada hitro pade. Brezplačen virtualni fizikalni laboratorij v brskalniku z živimi meritvami SI in vodenim vodnikom.

Medicinski sledilnik

Sledilnik s kratkim razpolovnim časom — aktivnost na grafu razpada hitro pade.

Tehnecij-99m (T½ ≈ 6 h) je gama-sledeč sledilnik, izbran tako, da aktivnost A = λN po slikanju hitro pade in omeji odmerek bolniku. Pritisni Predvajaj: mreža hitro spreminja barvo, ko N/N₀ = (½)^(t/T½). Kratek T½ pomeni velik λ = ln2/T½ in visoko začetno aktivnost pri danem N₀.

• Kratek T½
• Aktivnost A = λN

Oris preiskave

Načrtuj vprašanje, preden odpreš laboratorij

Oris zrcali predizrisano stran: vodilno vprašanje, tekmujoča predvidevanja, vloge spremenljivk, vodilni zakoni, priprava, analiza in pozivi k razširitvi ostanejo vidni in v tem vrstnem redu.

Vodilno vprašanje

Tehnecij-99m (uporabljen v medicinskem slikanju) ima razpolovni čas le približno 6 ur — precej krajši od 5 730 let ogljika-14. Ali se njegova radioaktivna AKTIVNOST (razpadi na sekundo) prav tako zmanjšuje s časom, ali ostaja aktivnost konstantna, medtem ko pade le skupno število atomov?

Predvidevanja za pretehtanje

• Aktivnost prav tako pada in sledi istemu eksponentnemu razpadu kot število atomov, ker je aktivnost sorazmerna s tem, koliko radioaktivnih atomov ostaja.
• Aktivnost ostaja konstantna, medtem ko število atomov pada.
• Aktivnost pravzaprav raste, ko ostaja manj atomov, ker je vsak preostali atom bolj verjetno, da razpade.

Vloge spremenljivk

Kaj nastaviš:

• Pretečeni čas t (h)

Kaj izmeriš:

• Aktivnost A (MBq)

Kako poteka preiskava

1. Odpri prednastavitev tc99m-medical in pritisni Ponastavi. Razpolovni čas je fiksen 6 ur; vzorec začne z 10¹⁰ atomov.
2. Omogoči odčitek aktivnosti.
3. Nastavi pretečeni čas za vsak poskus in zabeleži aktivnost vzorca.

Vodilna enačba

Radioaktivna aktivnost — A = λN

Aktivnost vzorca — njegova hitrost razpadnih dogodkov na sekundo — je A = λN, kjer je λ = ln(2)/T½ razpadna konstanta in N število nerazpadlih jeder, ki ostajajo. Aktivnost pade eksponentno v koraku z N.

Kaj natisnjivi delovni list od učencev zahteva izračunati

• Za en poskus izračunaj N(t) = N₀·(1/2)^(t/T½) s T½ = 6 ur, N₀ = 10¹⁰, nato A = λN z λ = ln(2)/T½. Primerjaj s tabelo.
• Razloži, zakaj aktivnost A = λN sledi natanko isti eksponentni krivulji razpada kot N(t) sam — aktivnost je le število atomov, skalirano s fiksno razpadno konstanto λ.

Kje se to pokaže onkraj laboratorija

• Kratek razpolovni čas Tc-99m je točno razlog, zakaj se uporablja v medicinskem slikanju: hitro dostavi močan, uporaben radioaktiven signal, nato razpade na varno raven v približno dnevu, kar minimizira dolgotrajno izpostavljenost bolnika sevanju. Razloži, zakaj bi bil ogljik-14 (s svojim 5.730-letnim razpolovnim časom) grozna izbira za to uporabo.
• Ker Tc-99m tako hitro razpade, ga bolnišnice ne morejo založiti — tipično se „podoji“ na lokaciji iz dlje živečega starševskega izotopa (molibden-99) tik pred uporabo. Z zakonom razpada razloži, zakaj bi odpošiljanje predpripravljenega Tc-99m iz oddaljene tovarne zapravilo večino odmerka v tranzitu.

• 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. Dobrodošli pri Tc99m v medicini
2. Izberi nuklid
3. Pritisni Predvajaj
4. Medicinski razpolovni čas
5. Odpri ploščo Lastnosti
6. Uspelo ti je!

Odpri interaktivno simulacijo, zgradi prizor, pritisni Predvajaj in raziskuj z živimi meritvami in vodenim vodnikom.

Odpri interaktivni laboratorij →

Prenesi delovni list →

Radioaktivni razpad in razpolovni čas