108年:醫物幅安(1)

已知 90 Y與90 Sr 之半衰期分別為 64.1 小時與 28.78 年,當兩者平衡時產生 1毫克的 90 Y,此時將剩餘多少毫克之90 Sr ?

A3.9×10 2
B3.9×10 3
C3.9×10 4
D3.9×10 5

詳細解析

本題觀念:

本題考核放射性世俗平衡(secular equilibrium)的質量計算。90^{90}Sr(母核)與 90^{90}Y(子核)是教科書的代表性世俗平衡對:90^{90}Sr 半衰期(t1/2t_{1/2})= 28.78 年,遠大於 90^{90}Y 的 t1/2t_{1/2} = 64.1 小時,達到平衡時母核每秒衰變數(活度)= 子核每秒衰變數。

選項分析

本題為計算題,逐步推導如下:

世俗平衡條件ASr=AY    λSrNSr=λYNYA_{Sr} = A_Y \implies \lambda_{Sr} \cdot N_{Sr} = \lambda_Y \cdot N_Y

其中 λ=ln2t1/2\lambda = \dfrac{\ln 2}{t_{1/2}}

NSr/NYN_{Sr}/N_Y 的比值NSrNY=λYλSr=t1/2,Srt1/2,Y\frac{N_{Sr}}{N_Y} = \frac{\lambda_Y}{\lambda_{Sr}} = \frac{t_{1/2,Sr}}{t_{1/2,Y}}

先統一單位,將 90^{90}Sr 半衰期換算為小時:

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