题目
一种放射性核素,经 24 小时后的数目是它开始时数目的 1/8 ,该放射性核素的半衰期为( )A. 3hB. 6hC. 8hD. 12h
一种放射性核素,经 24 小时后的数目是它开始时数目的 1/8 ,该放射性核素的半衰期为( )
A. 3h
B. 6h
C. 8h
D. 12h
题目解答
答案
C. 8h
解析
考查要点:本题主要考查半衰期的概念及其应用,需要理解放射性物质的衰减规律。
解题核心思路:
放射性核素的衰减遵循指数规律,每经过一个半衰期,剩余数量变为原来的$\frac{1}{2}$。题目中给出经过24小时后数量变为原来的$\frac{1}{8}$,需通过指数关系或半衰期次数推导出半衰期的长度。
破题关键点:
- 确定半衰期次数:$\frac{1}{8} = \left(\frac{1}{2}\right)^3$,说明经历了3个半衰期。
- 建立时间关系:总时间24小时对应3个半衰期,因此半衰期$T = \frac{24}{3} = 8$小时。
步骤1:分析衰减规律
放射性核素的剩余数量与时间的关系为:
$N(t) = N_0 \cdot \left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{t}{T}}$
其中$T$为半衰期,$t$为总时间。
步骤2:代入已知条件
题目中$N(t) = \frac{1}{8}N_0$,$t = 24$小时,代入公式得:
$\frac{1}{8} = \left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{24}{T}}$
步骤3:解方程求半衰期
观察等式$\frac{1}{8} = \left(\frac{1}{2}\right)^3$,可知$\frac{24}{T} = 3$,解得:
$T = \frac{24}{3} = 8 \text{小时}$