110年:醫物幅安(1)

放射性核種的原子序為 Z ,其平均壽命為 Ta小時,活度為 A的此核種,其衰變常數為何?

ATa-1
B0.693×Ta-1
C1.44×Ta-1×Z
D1.44×Ta×Z

詳細解析

本題觀念:

本題測驗的是放射物理學中,放射性核種衰變(Radioactive decay)的基本數學規律與物理量定義。在描述放射性核種的衰變快慢時,有三個至為關鍵的物理量:

  1. 衰變常數(Decay constant, λ\lambda:每個放射性原子核在單位時間內發生衰變的機率,單位為時間的倒數(如 s1s^{-1}, hr1hr^{-1})。
  2. 半衰期(Half-life, T1/2T_{1/2}:放射性核種數量或活度衰減至初始值一半所需的時間。
  3. 平均壽命(Mean life 或 Average life, TaT_aτ\tau:一個放射性核種在發生衰變前所存在的平均時間。

這三者的數學關係為放射物理學的核心公式:

  • 衰變常數與半衰期:λ=ln2T1/20.693T1/2\lambda = \frac{\ln 2}{T_{1/2}} \approx \frac{0.693}{T_{1/2}}
  • 衰變常數與平均壽命:λ=1Ta\lambda = \frac{1}{T_a}
  • 平均壽命與半衰期:Ta=1λ=T1/2ln21.44×T1/2T_a = \frac{1}{\lambda} = \frac{T_{1/2}}{\ln 2} \approx 1.44 \times T_{1/2}

題目中刻意提供了原子序(ZZ)與活度(AA),這些皆為單純的干擾資訊,目的在測驗考生是否能精準辨識基本物

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