一道放射性射线示踪来测病人的血液体积的物理题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/09/26 16:20:36
向病人体内输入适量P(质量数32 电荷数15)作示踪原子的血液.先将含有P(同上)的血液4cm^3等分为二,其中一份留作标准样品,20min后测量出其放射性强度为10800 S^-1;另一份则通过静脉注射进入病人体内,约20min后,放射性血液分布于全身,在从病人体内抽出血液样品2cm^3,测出其放射性强度为5 S^-1,则病人的血液体积为多少?

磷-32,半衰期14.26天。

其实,如果不计算冷却时间(即操作时间的误差,那么,20min的衰变,由于P-32的初始量是一定的,所以,在人体内的放射性示踪原子,即磷32的数目也是一样的。)

这里有必要讲一下关于放射性的一些基本概念:活度、强度、衰变常数、半衰期。

半衰期T好理解,就是原子核衰变一半所需要的时间;
而衰变常数λ是一个和半衰期密切相关的量,λ=ln2/T≈0.693/T;
放射性活度A是因为早期测量原子数目不方便而引进的一个参数,A=λN,N是放射性原子核的个数。活度的单位是Bq(贝克勒尔,即1/s),意思是单位时间里有多少个原子核发生衰变;
强度(单位是cpm或cps,即每分/秒钟多少次辐射。),大体上就等于活度的概念,现在中国辐射防护研究院2002年制定并实施的国标GB18871-2002中淡化了两者的区别,不过一些老的文献上会有所提及,活度是单位时间里有多少原子核发生衰变,而强度是单位时间里检测到了多少发射出的粒子。一般情况下,这两者是相等的,但是有些原子核衰变或裂变出射的粒子并不是1:1对应的,比如钴-60,它衰变的时候就会发射两条γ射线。

【扯远了,言归正传,在人体中的放射性强度肯定也应该是10800cps,在整个血液里,20min钟的时间可以认为放射性遍布全身,也就是说,在2cm³里检查到5cps的强度,那么,整个血液体积v=2cm³×10800/5=4320cm³=4.32L】

其实,这个方法也经常被用来数池塘里的鱼的数目。比如当被问及池塘里有多少鱼的时候,你怎么回答?这是一个很囧的问题,但是,我们可以这样来给出近似答案:

另外找来100尾鱼,在这些鱼身上做个记号(示踪原子),把这些鱼放进池塘,1个月之后,假设这些鱼都没死,而且经过1个月,这100尾鱼已经均匀地分散在池塘原有鱼群中,我们打捞一批鱼,数出这些鱼中被标记了鱼所占的比例,假如打捞10鱼条有4条是被标记了的,也就是说比例40%,那么这个池塘中原来有的鱼的数量就是100÷40%=250条。为了精确,可多捕捞几次求平均。

刚刚算血液体积的时候不求平均