111年:醫物幅安(2)

關於瞬時平衡( transient equilibrium ),下列敘述何者正確?

A母核衰變常數遠比子核衰變常數大
B子核半衰期稍大於母核半衰期
C母核半衰期稍大於子核半衰期
D經過一個子核半衰期,就能達到瞬時平衡

詳細解析

本題觀念:

本題探討放射性衰變過程中的「放射性平衡」(Radioactive equilibrium)。當一個放射性母核衰變產生一個具放射性的子核時,兩者之間的活度變化會取決於其半衰期(T1/2T_{1/2})或衰變常數(λ\lambda)的比例關係。其中「瞬時平衡」(Transient equilibrium)是醫學物理與核子醫學中極為重要的核心現象。

選項分析

(A) 母核衰變常數遠比子核衰變常數大: 衰變常數(λ\lambda)與半衰期(T1/2T_{1/2})成反比關係(λ=0.693/T1/2\lambda = 0.693 / T_{1/2})。若母核的衰變常數遠大於子核,即代表母核半衰期遠小於子核半衰期(TTT_{母} \ll T_{子})。在這種物理條件下,母核會極快地消耗殆盡,無法與子核建立任何平衡狀態,此現象稱為「不平衡」(No equilibrium)。故此選項錯誤。

(B) 子核半衰期稍大於母核半衰期: 當子核半衰期大於母核半衰期(T<TT_{母} < T_{子})時,母核本身的衰變速度快於子核的衰變速度,同樣無法維持長期穩定的活度比例,這屬於「不平衡」(No equilibrium)的狀態。故此選項錯誤。

(C) 母核半衰期稍大於子核半衰期: 當母核的半衰期大於子核的半衰期(T>TT_{母} > T_{子}),但兩者的差異並非無限大(通常在

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