108年:醫物幅安(2)

今有⼀放射性核種之平均壽命 為Ta⼩時,若此核種之原始活度為 A,經過 2T a⼩時後,其活度約為多少?

A0.067×A
B0.135×A
C0.25×A
D0.37×A

詳細解析

本題觀念:

放射性核種的**平均壽命(mean lifetime, τ\tau)**與活度的關係——理解 τ\tau 與半衰期 t1/2t_{1/2} 的關係,並利用指數衰變公式計算經過 2τ2\tau 後的活度。

選項分析

核心公式推導:

放射性活度隨時間的衰減公式(以平均壽命 τ\tau 表示):

A(t)=A0eλt=A0et/τA(t) = A_0 \cdot e^{-\lambda t} = A_0 \cdot e^{-t/\tau}

其中 τ=1/λ\tau = 1/\lambda(衰變常數的倒數),與半衰期的關係為:

τ=t1/2ln2=t1/20.6931.443t1/2\tau = \frac{t_{1/2}}{\ln 2} = \frac{t_{1/2}}{0.693} \approx 1.443 \cdot t_{1/2}

代入 t=2Tat = 2T_a(即 t=2τt = 2\tau):

A(2τ)=A0e2τ/τ=A0e2A(2\tau) = A_0 \cdot e^{-2\tau/\tau} = A_0 \cdot e^{-2}

e2=1e2=17.3890.1353e^{-2} = \frac{1}{e^2} = \frac{1}{7.389} \approx 0.1353

A(2τ)0.135×AA(2\tau) \approx 0.135 \times A

(A) 0.067×A0.067 \times A — 對應 e2.7e^{-2.7},不符合 $e^

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