113年:醫物幅安(1)

14C的半衰期為5700年,其衰變常數(decay constant)為多少year-1?

A1.21×10-4
B3.95×103
C8.65
D1.75×10-4

詳細解析

本題觀念:

放射性核種的衰變(Radioactive decay)遵循指數衰減規律。其中,半衰期(Half-life, T1/2T_{1/2})與衰變常數(Decay constant, λ\lambda)之間有著固定的數學關係。 衰變常數 λ\lambda 代表的是「單位時間內原子核發生衰變的機率」,其與半衰期的轉換公式為: λ=ln(2)T1/2\lambda = \frac{\ln(2)}{T_{1/2}} 其中 ln(2)\ln(2)(自然對數的 2)其值約為 0.693。

選項分析

  • (A) 1.21×10⁻⁴:正確。根據公式 λ=ln(2)/T1/2\lambda = \ln(2) / T_{1/2},將 14C^{14}\text{C} 的半衰期 5700 年代入,計算過程為 λ=0.693/57000.00012157\lambda = 0.693 / 5700 \approx 0.00012157,轉換為科學記號即為 1.21×104 year11.21 \times 10^{-4} \text{ year}^{-1}
  • (B) 3.95×10³:錯誤。此數值是將半衰期與 ln(2)\ln(2) 錯誤「相乘」(5700×0.6933950=3.95×1035700 \times 0.693 \approx 3950 = 3.95 \times 10^3),屬於張冠李戴的計算錯誤。
  • (C) 8.65:錯誤。此數值與衰變常數的正規計算結果毫無關聯。
  • **(D)

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