113年:醫物幅安(1)

14C之半化期為5730年,其比活度約為多少貝克/克?

A1.7×1011
B3.1×1012
C4.5×1012
D1.3×1013

詳細解析

本題觀念:

本題考查的核心觀念為放射性核種的**比活度(Specific Activity, SA)**計算。 比活度是指「單位質量的純放射性同位素所具有的放射性活度」,常用的單位為貝克/克(Bq/g)或居禮/克(Ci/g)。計算比活度時,需結合衰變常數(λ\lambda)以及單位質量內所含有的放射性核種原子總數(NN)。

其核心計算公式為: SA=Am=λ×NmSA = \frac{A}{m} = \frac{\lambda \times N}{m} 其中:

  • λ=ln2T1/2\lambda = \frac{\ln 2}{T_{1/2}}T1/2T_{1/2} 為半化期,計算 Bq 時必須將時間單位換算為「秒」)
  • Nm=NAM\frac{N}{m} = \frac{N_A}{M}NAN_A 為亞佛加厥常數約 6.022×10236.022 \times 10^{23}MM 為該核種的原子量) 因此,綜合公式可寫為:SA=ln2T1/2×NAMSA = \frac{\ln 2}{T_{1/2}} \times \frac{N_A}{M}

選項分析

我們將題目給定的數值代入公式進行完整運算:

  1. 已知條件轉換
    • 碳-14(14C^{14}\text{C})之原子量 M=14 g/molM = 14 \text{ g/mol}
    • 半化期 T1/2=5730 年T_{1/2} = 5730 \text{ 年}
    • 1

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