115年:放射器材(1)

有關核醫使用之游離腔偵檢器,下列敘述何者最不適當?

A充氣式游離腔內所填充之氣體為中性氣體
B充氣式劑量校正儀內常使用之填充氣體為N₂
C劑量校正儀是一種井型游離腔
D充氣式游離腔是利用輻射造成氣體分子游離產生正負離子,量測電流量的方式量測輻射

詳細解析

本題觀念:

本題測驗核子醫學常規使用之「劑量校正儀(Dose calibrator)」的核心構造、運作原理及其所使用的氣體特性。劑量校正儀主要用於精確量測放射性藥物的活度,以確保病患接受的劑量正確。

選項分析

  • (A) 充氣式游離腔內所填充之氣體為中性氣體:正確。充氣式偵檢器(包含游離腔)在未受游離輻射照射前,腔內填充的氣體分子均為不帶電的電中性氣體(Neutral gas)。當輻射進入腔體並與氣體分子發生交互作用後,才會使其游離並產生電子與正離子對。
  • (B) 充氣式劑量校正儀內常使用之填充氣體為N2:錯誤(最不適當)。為了提高對加馬射線(γ-ray)的偵測效率,充氣式劑量校正儀通常使用高原子序的惰性氣體,最常見的是高壓氬氣(Argon, Ar)(壓力約為 10~20 大氣壓)。氬氣的原子序(Z=18)較氮氣(Z=7)高,能顯著增加光子與氣體發生交互作用(如光電效應、康普吞游離)的機率,從而提升靈敏度。
  • (C) 劑量校正儀是一種井型游離腔:正確。劑量校正儀的構造為井型游離腔(Well-type ionization chamber)。這種「井型」的幾何設計可讓含有放射性藥物的針筒或藥瓶直接置於游離腔中心,提供接近 4π 球面的立體角偵測範圍,大幅提高輻射捕捉與偵測的幾何效率。
  • (D) 充氣式游離腔是利用輻射造成氣體分子游離產生正負離子,量測電流量的方式量測輻射:正確。當游離輻射進入腔體,會使中性氣體分子游離產生離子對。游離腔會在其外加電極上施加工作電壓,讓電子移向陽極、正離子移向陰極,藉此產生並收集微小的游離電流。此電流量與射源的活度(放射性強度)成正比,即可轉換為活度數值(貝克 Bq 或居里 Ci)顯示於儀表上。

答案解析

選項 (B) 敘述最不適當。游離腔式劑量校正儀為了增加氣體密度與提升對高能光子的吸收機率,標準構造是將高純度的「氬氣(Argon)」加壓填充於密封腔室內,而非使用氮氣(N2)。

核心知識點

  1. 劑量校正儀(Dose Calibrator)原理與構造
    • 屬於充氣式偵檢器中的游離腔(Ionization chamber),操作於游離腔區(Ionization region),收集完全部的初始離子對。
    • 幾何構造為井型(Well-type),具備接近 4π 的幾何偵測效率。
    • 內部填充氣體為高壓氬氣(Argon, 壓力約 10-20 atm),利用加壓及高原子序特性來提升對加馬射線的靈敏度。
    • 測量機制:無法區分單一光子能量(無能量鑑別力),而是測量整體游離產生的總游離電流。不同核種因釋放輻射種類與能量不同,需依賴儀器內建的同位素選擇鍵(Isotope selector)來套用不同的校正參數(Calibration factor)。

臨床重要性

在核子醫學科的放射藥局中,劑量校正儀是進行放射性藥品分裝與給藥前不可或缺的品管儀器。依據游離輻射防護法規與臨床常規,所有給予病患的放射性藥物,在注射前均須透過劑量校正儀進行準確活度量測(且誤差須在 ±10% 以內),以確保病患接受的輻射劑量符合醫師處方,保障醫療品質與病人安全。

參考資料

  1. Equipment – Dose Calibrator | IAEA
  2. Dose calibrator | PPTX
  3. Dose Calibrators - Gammadata
  4. 行政院原子能委員會委託研究計畫研究報告:評估國內核子醫學劑量校正儀之校驗模式
  5. Ionization chamber - Wikipedia