107年:放射器材(1)

LSO 閃爍晶體具有下列何種特性,現已逐漸取代了 NaI (Tl)閃爍晶體?

A有較低的有效原子序,易與光子產生作用
B有較高的密度,能有效阻擋及偵測光子
C有較高的可見光輸出量,解析度較佳
D硬度較低,無法切割成理想的形狀

詳細解析

本題觀念:

本題考查正子斷層攝影(positron emission tomography, PET)偵檢器中,矽酸鎦(lutetium oxyorthosilicate, LSO)閃爍晶體相較於碘化鈉鉈[NaI(Tl)]的優越特性。

選項分析

(A) 有較低的有效原子序,易與光子產生作用 此描述錯誤。LSO 的有效原子序(effective atomic number, ZeffZ_{eff})高,約 65,遠高於 NaI(Tl) 的約 51,這才是其優點——高有效原子序表示對 511 keV 光子的光電效應(photoelectric effect)截面更大,偵測效率更高。

(B) 有較高的密度,能有效阻擋及偵測光子 此描述正確。LSO 的密度為 7.4 g/cm³,遠高於 NaI(Tl) 的 3.67 g/cm³,這表示相同厚度的 LSO 可以更有效地阻擋和偵測 511 keV 光子,是 LSO 取代 NaI(Tl) 的最重要原因。此為 正確答案

(C) 有較高的可見光輸出量,解析度較佳 此描述部分錯誤。NaI(Tl) 的光輸出量(light yield)約為 38,000–41,000 ph/MeV,實際上高於 LSO 的約 27,000 ph/MeV。LSO 的能量解析度優於 BG

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