Phân rã phóng xạ: đọc chu kì bán rã
Theo dõi phần còn lại N/N₀ của bốn đồng vị y học và kiểm tra rằng nó giảm đi một nửa sau mỗi chu kì bán rã.
Mục tiêu
Đọc đường cong phân rã, kiểm chứng N/N₀ = (1/2)^(t/T½) và gắn chu kì bán rã của mỗi đồng vị với ứng dụng y học của nó.
Dụng cụ và hoá chất
Chỉ mô phỏng — nguồn phóng xạ thật được bọc kín và chỉ nhân viên có phép mới thao tác; máy đếm Geiger–Müller dùng trong minh hoạ.
Cách làm
- Chọn iot-131 và rê chuột tại t = 8,02 ngày: đường mẹ màu đỏ phải chỉ khoảng 0,50.
- Kiểm tra t = 2T½ và t = 3T½: mong đợi N/N₀ ≈ 0,25 và 0,125, trong khi đường con xanh đạt 0,75 và 0,875.
- Chuyển sang photpho-32 (T½ = 14,3 ngày) và vàng-198 (T½ = 2,70 ngày): so sánh độ dốc giảm của từng đường.
- Xác nhận tổng phần mẹ và con luôn bằng 1: hạt nhân được biến đổi chứ không mất đi.
Điều cần quan sát
- Hai đường cong cắt nhau đúng tại T½, nơi một nửa hạt nhân còn lại và một nửa đã phân rã.
- T½ càng ngắn đường càng dốc: vàng-198 gần như mất hẳn sau hai tuần trong khi photpho-32 tồn tại nhiều tháng.
Giải thích
Mỗi hạt nhân phân rã độc lập với xác suất không đổi theo thời gian, nên tập hợp tuân theo N = N₀ e^(−λt) = N₀ (1/2)^(t/T½) với λ = ln 2 / T½. Các chất phát β⁻ này đều cho con bền: ¹³¹I → ¹³¹Xe, ³²P → ³²S, ¹⁹⁸Au → ¹⁹⁸Hg, ¹³³Xe → ¹³³Cs; chu kì bán rã được chọn để liều y học tắt nhanh.
Lịch sử thí nghiệm
Nhà hoá học liên quan
Chủ đề liên quan
Thí nghiệm ảo: một mô hình đơn giản hoá để xây dựng trực giác. Nó không thay thế thực hành thật và huấn luyện an toàn; không tự làm lại tại nhà khi không có người hướng dẫn.