114年:醫物幅安(1)

¹³¹I活度為10⁸ Bq,其半衰期為8.05天,則完全衰變後之總衰變次數為何?

A10¹¹
B10¹²
C10¹³
D10¹⁴

詳細解析

本題觀念:

放射性核種完全衰變後的總衰變次數(total number of disintegrations),等於初始活度(initial activity)乘以平均壽命(mean lifetime, τ)。這是核醫物理與劑量學中的核心公式,常出現在放射治療劑量估算與輻射防護計算中。


選項分析

選項分析前提

題目給定:

  • 初始活度 A0=108 BqA_0 = 10^8 \text{ Bq}(即每秒 10810^8 次衰變)
  • 半衰期 T1/2=8.05 天T_{1/2} = 8.05 \text{ 天}

核心公式推導

活度隨時間衰變:A(t)=A0eλtA(t) = A_0 \cdot e^{-\lambda t}

總衰變次數 = 對活度從 0 到 ∞ 積分:

N=0A(t)dt=0A0eλtdt=A0λN = \int_0^\infty A(t)\,dt = \int_0^\infty A_0 e^{-\lambda t}\,dt = \frac{A_0}{\lambda}

λ=ln2T1/2\lambda = \dfrac{\ln 2}{T_{1/2}},故:

N=A0λ=A0×T1/2ln2=A0×τN = \frac{A_0}{\lambda} = A_0 \times \frac{T_{1/2}}{\ln 2} = A_0 \times \tau

其中 $\tau = \dfrac{T_{1/2}}{\ln

...(解析預覽)...