111年:醫物幅安(1)

將59Co原子置入核反應器中,經中子活化 5.26 年,取出後再使用 5.26 年,則此時其活度為飽和活度的多少比例?

A0.250
B0.354
C0.500
D0.750

詳細解析

本題觀念:

本題考查的是**中子活化(Neutron Activation)以及放射性衰變(Radioactive Decay)**的物理數學計算。 當穩定的同位素(如 59Co^{59}\text{Co})置於核子反應器中接受中子照射時,會吸收中子而轉變成具放射性的同位素(如 60Co^{60}\text{Co})。這個過程中,放射性核種的產生與自身衰變會同時進行。

  • 中子活化公式A(tirr)=Asat×(1eλtirr)A(t_{irr}) = A_{sat} \times (1 - e^{-\lambda t_{irr}}),其中 AsatA_{sat} 為飽和活度(Saturation Activity),tirrt_{irr} 為活化(照射)時間。
  • 放射性衰變公式A(t)=A0×eλtdecayA(t) = A_0 \times e^{-\lambda t_{decay}},其中 A0A_0 為初始活度,tdecayt_{decay} 為移出反應器後的衰變時間。
  • 60Co^{60}\text{Co} 的半衰期:約為 5.265.26 年(常數 λ=ln2/T1/2\lambda = \ln 2 / T_{1/2})。

選項分析

計算過程可以分為兩個階段:中子活化階段與射源使用(衰變)階段。

  1. 活化階段(放入核反應器)59Co^{59}\text{Co} 經由中子照射活化產生 $^{60}\

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