112年:醫物幅安(1)

今有 90Sr(t 1/2 = 29.12 y)核種與其子核90Y(t 1/2 = 64.1 h)達長期平衡(secular equilibrium)後重量為 6.2 mg,則該子核活度為多少Bq?

A3.13×108
B3.13×109
C3.13×1010
D3.13×1011

詳細解析

本題觀念:

本題測驗的核心概念為**長期平衡(Secular Equilibrium)放射性活度(Activity)**的計算。

  1. 長期平衡:在放射性衰變鏈中,當母核的半衰期遠大於子核的半衰期(T1/2,parentT1/2,daughterT_{1/2, parent} \gg T_{1/2, daughter})時,系統經過一段時間會達到長期平衡。在長期平衡狀態下,子核的活度(AdA_d)會等於母核的活度(ApA_p),即 Ap=AdA_p = A_d
  2. 活度計算:放射性活度公式為 A=λNA = \lambda N。其中 λ\lambda 為衰變常數(λ=ln2T1/2\lambda = \frac{\ln 2}{T_{1/2}}),NN 為放射性原子的數量(可由質量、原子量及亞佛加厥常數求得)。活度的國際標準單位為貝克(Bq, 衰變數/秒)。

選項分析

題目指出 90Sr(母核)與 90Y(子核)達長期平衡。

  • 步驟一:理解質量的分佈 達到長期平衡時,母子核的原子數比例會與其半衰期成正比(Nd/Np=T1/2,d/T1/2,pN_d / N_p = T_{1/2, d} / T_{1/2, p})。90Y 的半衰期僅有 64.1 小時,而 90Sr 的半衰期高達 29.12 年,兩者原子數量比例約為 2.5×1042.5 \times 10^{-4}。因此,這 6.2 mg 的混合物重量幾乎 100% 都是母核

...(解析預覽)...