Medicinska radioisotoper: Teknetium-99m:s korta halveringstid

1 · Förutsäg

Teknetium-99m (som används inom medicinsk avbildning) har en halveringstid på bara cirka 6 timmar — betydligt kortare än kol-14:s 5 730 år. Minskar också dess radioaktiva AKTIVITET (sönderfall per sekund) med tiden, eller förblir aktiviteten konstant medan bara det totala antalet atomer minskar?

• Aktiviteten minskar också, enligt samma exponentiella sönderfall som antalet atomer, eftersom aktiviteten är proportionell mot hur många radioaktiva atomer som återstår.
• Aktiviteten förblir konstant även när antalet atomer minskar.
• Aktiviteten ökar faktiskt när färre atomer återstår, eftersom varje kvarvarande atom då har större sannolikhet att sönderfalla.

2 · Uppbyggnad

1. Öppna förinställningen Technetium-99m och tryck på Återställ. Halveringstiden är låst till 6 timmar; provet startar med 10¹⁰ atomer.
2. Aktivera avläsningen av aktiviteten.
3. Ställ in den förflutna tiden för varje försök och notera provets aktivitet.

3 · Samla data

Rita aktiviteten A (y-axeln) mot den förflutna tiden t (x-axeln) för dina tre försök. Följer den samma exponentiella form som N(t)?

4 · Analysera

1. Beräkna för ett försök N(t) = N₀·(1/2)^(t/T½) med T½ = 6 timmar, N₀ = 10¹⁰, beräkna sedan A = λN med λ = ln(2)/T½. Jämför med tabellen.
2. Förklara varför aktiviteten A = λN följer exakt samma exponentiella sönderfallskurva som N(t) själv — aktiviteten är bara antalet atomer skalat med den fasta sönderfallskonstanten λ.

5 · Utvidga

1. Tc-99m:s korta halveringstid är just därför att den används inom medicinsk avbildning: den ger en stark, användbar radioaktiv signal snabbt och sönderfaller sedan till en säker nivå inom ungefär ett dygn, vilket minimerar patientens långsiktiga strålningsexponering. Förklara varför kol-14 (med sin 5 730 år långa halveringstid) skulle vara ett förfärligt val för detta användningsområde.
2. Eftersom Tc-99m sönderfaller så snabbt kan sjukhus inte bygga upp lager av det — det 'mjölkas' vanligtvis på plats från en moderisotop med längre livstid (molybden-99) strax före användning. Förklara, med hjälp av sönderfallslagen, varfr transporten av färdigt Tc-99m från en avlägsen fabrik skulle slösa bort det mesta av dosen under vägen.

Fysiken bakom det här experimentet

← Tillbaka till experimentet

138 gratis utskrivbara labblad i fysik