109年:醫物幅安(2)

活度為 2 MBq的 A 核種半化期未知;活度為 1 MBq 的 B 核種半化期為 4 天, 8 天後兩核種活度值相等, A 核種半化期為何?

A1.33天
B1.92天
C2.67天
D2.97天

詳細解析

本題觀念:

本題考察放射性衰變(radioactive decay)的計算,特別是已知兩個核種在特定時間點活度相等,反推未知核種的半化期(half-life)。核心公式為指數衰減方程式。

選項分析

建立方程式:

設 A 核種初始活度 AA,0=2 MBqA_{A,0} = 2 \text{ MBq},半化期 TAT_A(未知)

B 核種初始活度 AB,0=1 MBqA_{B,0} = 1 \text{ MBq},半化期 TB=4T_B = 4

活度衰減公式:A(t)=A0(12)t/T1/2A(t) = A_0 \cdot \left(\frac{1}{2}\right)^{t/T_{1/2}}

8 天後兩核種活度相等:

AA,0(12)8/TA=AB,0(12)8/TBA_{A,0} \cdot \left(\frac{1}{2}\right)^{8/T_A} = A_{B,0} \cdot \left(\frac{1}{2}\right)^{8/T_B}

2(12)8/TA=1(12)8/42 \cdot \left(\frac{1}{2}\right)^{8/T_A} = 1 \cdot \left(\frac{1}{2}\right)^{8/4}

2(12)8/TA=1(12)22 \cdot \left(\frac{1}{2}\right)^{8/T_A} = 1 \cdot \left(\frac{1}{2}\right)^{2}

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