106年:核醫診療(2)

下列何者不是正子同位素的特性?

A衰變時由原子核釋放出質子
B產生的 511 keV 加馬射線是和電子互毀作用產生的
C衰變後原子核內中子數增加 1而質子數減少 1
D衰變產生的兩個 511 keV 加馬射線約成 180 度

詳細解析

本題觀念:

本題為反向題,考核正子(positron)同位素衰變的基本物理特性。正子衰變(β⁺ decay)是核子醫學 PET 造影的物理基礎,考生需熟悉正子的產生機制、湮滅作用(annihilation)以及 511 keV γ 射線的特性。

選項分析

本題問「不是正子同位素的特性」,因此錯誤陳述才是答案。

(A) 衰變時由原子核釋放出質子錯誤陳述(即答案):正子衰變(β⁺ decay)的本質是原子核內一個質子轉變為中子,同時從核外釋放出一個正子(positron, e⁺)和一個電子微中子(electron neutrino, νe)。公式如下: p+n+e++νep^+ \rightarrow n + e^+ + \nu_e 原子核釋放的是正子(反電子),而非質子(proton)。質子留在核內(變成中子),並非被釋放出來。此選項將「正子(positron)」誤述為「質子(proton)」,是明顯錯誤。

(B) 產生的 511 keV 加馬射線是和電子互毀作用產生的正確陳述:正子從原子核釋出後,在組織中行進極短距離(數毫米)後,與周圍物質中的電子相遇,發生湮滅作用(annihilation)。兩者的靜止質量能(2m0c2=1.022 MeV2m_0c^2 = 1.022 \ \text{MeV})轉化為兩個能量各 511 ke

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