107年:放射器材(2)

1 mCi的放射性核種 100 天後,衰變至 1 µCi,則此放射核種的半衰期之近似值為多少?

A1天
B2天
C5天
D10 天

詳細解析

本題觀念:

利用放射性衰變公式,從已知的初始活度(A0A_0)、最終活度(AA)及經過時間(tt),計算放射性核種的半衰期(T1/2T_{1/2})。本題的關鍵在於 1 mCi 衰變至 1 µCi,代表活度降低了 11000\frac{1}{1000},共歷時 100 天。

選項分析

計算過程:

1 mCi = 1,000 µCi,因此活度從 1 mCi 衰變至 1 µCi,等於衰變至原來的 11000\frac{1}{1000}

利用半衰期衰變公式:

A=A0×(12)nA = A_0 \times \left(\frac{1}{2}\right)^n

其中 nn 為半衰期數(n=tT1/2n = \frac{t}{T_{1/2}})。

11000=(12)n\frac{1}{1000} = \left(\frac{1}{2}\right)^n

2n=10002^n = 1000

n=ln1000ln2=6.9080.6939.9710n = \frac{\ln 1000}{\ln 2} = \frac{6.908}{0.693} \approx 9.97 \approx 10

所以約需 10 個半衰期,且 t=100t = 100 天:

T1/2=tn=100 天10=10 天T_{1/2} = \frac{t}{n} = \frac{100 \text{ 天}}{10} = 10 \text{ 天}

(A) 1 天:$\frac{100}{1} = 10

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