專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全108 年第 3 題單選題
已知198Au核種(半衰期為2.7天)原有的數量為1020個,則27天後此核種的數量為何?
B正確答案
經過10個半衰期,數量剩 1/2^10 ≈ 1/1024 ≈ 1/10^3,故 10^20 → 10^17。
為什麼答案是 B
27/2.7 = 10 個半衰期,N = 10^20 × (1/2)^10 = 10^20/1024 ≈ 10^20/10^3 = 10^17,正確答案。
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完整詳解
Pro · 無限重點 經過10個半衰期,數量剩 1/2^10 ≈ 1/1024 ≈ 1/10^3,故 10^20 → 10^17。
27天 ÷ 2.7天 = 10個半衰期。2^10 = 1024 ≈ 10^3,所以衰減約 1000 倍,10^20 ÷ 10^3 = 10^17。
逐選項分析
A✕
10^16 代表衰減了 10^4 = 10000 倍,需 約 13.3 個半衰期,與題目 10 個半衰期不符。
B✓ 正確
27/2.7 = 10 個半衰期,N = 10^20 × (1/2)^10 = 10^20/1024 ≈ 10^20/10^3 = 10^17,正確答案。
C✕ 陷阱
10^18 只衰減 100 倍,約 6.6 個半衰期,常因誤把 2^10 當成 100 而誤選,要記得 2^10≈1024。
D✕
10^19 僅衰減 10 倍,約 3.3 個半衰期,差距太大。
半衰期衰減公式速查
| 經過半衰期數 n | 剩餘比例 (1/2)^n | 近似值 | 10^20 剩餘 |
|---|
| 1 | 1/2 | 0.5 | 5×10^19 |
| 3 | 1/8 | 0.125 | ≈10^19 |
| 10 | 1/1024 | ≈10^-3 | ≈10^17 |
| 20 | 1/10^6 | 10^-6 | ≈10^14 |
本題關鍵在記住「2^10 ≈ 1024 ≈ 10^3」這個換算。許多考生容易誤算為 100 倍而選 C(10^18),或忘了將 27 天先除以 2.7 天得到 10 個半衰期。公式為 N = N₀ × (1/2)^(t/T₁/₂)。