113年:醫物幅安(1)

A1核種與A2核種的半衰期分別為8.05及14.3天,其初始活度分別為A10與A20,已知經過24.4天後兩核種活度相等,則其初始活度比(A10/A20)約為多少?

A1.5
B2.5
C15
D25

詳細解析

本題觀念:

本題主要測驗「放射性衰變(Radioactive Decay)」的核心概念與半衰期(Half-life)的計算應用。 放射性核種的活度(Activity)會隨時間呈指數衰減,其數學公式為: A(t)=A0×(12)tT1/2A(t) = A_0 \times \left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{t}{T_{1/2}}} 或是 A(t)=A0×eλtA(t) = A_0 \times e^{-\lambda t} 其中:

  • A(t)A(t) 為經過時間 tt 後的活度
  • A0A_0 為初始活度
  • T1/2T_{1/2} 為半衰期
  • λ\lambda 為衰變常數(λ=ln2T1/2\lambda = \frac{\ln 2}{T_{1/2}}

選項分析

題目給定的條件如下:

  • 核種 A1 的半衰期 T1=8.05T_1 = 8.05 天(臨床上通常為碘-131, Iodine-131)
  • 核種 A2 的半衰期 T2=14.3T_2 = 14.3 天(臨床上通常為磷-32, Phosphorus-32)
  • 經過時間 t=24.4t = 24.4 天後,兩者的活度相等,即 A1(24.4)=A2(24.4)A_1(24.4) = A_2(24.4)

根據活度衰減公式,可將兩核種的狀態列成等式: $A_{10} \times \left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{24.4}{8.05}} = A_{20} \t

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