107年:醫物幅安(2)

已知 137 Cs 的半衰期為 30 年,則衰減 1% 活度需耗時多少個月?

A12
B6.0
C5.2
D4.4

詳細解析

本題觀念:

放射性衰變遵循指數衰減定律。已知 137^{137}Cs 半衰期為 30 年,計算活度衰減 1%(即剩餘 99%)所需的時間。

選項分析

(A) 12 個月 錯誤。12 個月 = 1 年,活度在此期間減少約 2.3%,遠超過 1%。

(B) 6.0 個月 錯誤。接近但偏大,約可使活度減少 1.15%。

(C) 5.2 個月 正確。 詳見答案解析計算。

(D) 4.4 個月 錯誤。4.4 個月活度僅減少約 0.84%,尚未達到 1%。

答案解析

使用放射性衰變公式:

A(t)=A0eλtA(t) = A_0 \cdot e^{-\lambda t}

活度衰減 1%,即剩餘 99%:

AA0=0.99\frac{A}{A_0} = 0.99

衰變常數:

λ=ln2T1/2=0.693130 年\lambda = \frac{\ln 2}{T_{1/2}} = \frac{0.6931}{30 \text{ 年}}

求解時間 tt

0.99=eλt0.99 = e^{-\lambda t}

ln(0.99)=λt\ln(0.99) = -\lambda t

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