115年:核醫診療(1)
下列何種放射性同位素可以有效地被塑膠材料（plastic）遮擋？
A¹³³Xe
B⁸¹ᵐKr
C⁶⁸Ga
D⁸⁹Sr
詳細解析
本題觀念：
本題測驗的核心觀念為游離輻射的屏蔽防護原則。不同衰變模式的放射性同位素，需要不同特性的材料來進行有效屏蔽：
- 加馬射線 (γ-ray) 及 X 射線：穿透力強，需使用高原子序 (High-Z) 及高密度的材料（如鉛、鎢）來吸收。
- 正子 (β⁺)：正子與電子發生互毀作用 (Annihilation) 會產生兩顆 511 keV 的高能加馬射線，因此不僅需要擋住正子，還需厚重的鉛或鎢來屏蔽高能加馬光子。
- 純貝他射線 (Pure β⁻)：對於純貝他發射體，若直接使用高原子序材料（如鉛）進行屏蔽，會因電子急遽減速而產生具有穿透力的制動輻射 (Bremsstrahlung X-rays)。防護標準建議使用低原子序 (Low-Z) 材料（如塑膠、壓克力、玻璃）來吸收貝他粒子，以將制動輻射的產率降至最低。
選項分析
- (A) 133Xe (氙-133)：錯誤。133Xe 進行貝他衰變 (β⁻)，但同時會發射 81 keV 的加馬射線。塑膠雖能擋住其貝他粒子，但無法有效阻擋 81 keV 的加馬射線，因此仍需要鉛等金屬材料進行屏蔽。
- (B) 81mKr (氪-81m)：錯誤。81mKr 經由同質異構物躍遷 (Isomeric transition) 衰變，會發射 190 keV 的加馬射線。加馬射線穿透力強，塑膠材料無法提供有效屏蔽，必須使用鉛等高密度材料。
- (C) 68Ga (鎵-68)：錯誤。68Ga 為正子發射體 (β⁺)。正子射出後會與環境中的電子發生互毀作用，產生兩支 511 keV 的高能加馬射線。屏蔽 511 keV 輻射需要極厚的高原子序材料（如 50 mm 的鉛或鎢金屬），塑膠材料對此高能光子幾乎沒有阻擋效果。
- (D) 89Sr (鍶-89)：正確。89Sr 是一種純貝他發射體 (pure β⁻ emitter)，最大能量為 1.49 MeV，不伴隨加馬射線發射。為了避免貝他粒子撞擊高原子序材料而產生二次制動輻射，臨床上針對純貝他發射體的針筒或藥瓶，皆規定使用塑膠 (plastic) 或壓克力 (acrylic / Lucite) 材質作為主要屏蔽物，即可達到極佳的防護效果。
答案解析
輻射防護的材料選擇取決於輻射種類。由於 89Sr 衰變過程中只釋放貝他粒子 (β⁻) 而無加馬射線，使用低原子序的塑膠材料可以將貝他粒子的動能完全吸收。若誤用鉛等高原子序材料，反而會因為制動輻射效應產生穿透力更強的 X 射線，增加操作人員（如醫事放射師）的輻射劑量。其他選項 (133Xe, 81mKr, 68Ga) 的衰變過程皆會產生加馬射線，必須依賴高密度、高原子序的材料才能有效屏蔽。因此，89Sr 是唯一能單純用塑膠材料有效遮擋的同位素。
核心知識點
醫事放射師在國考與臨床實務中，必須熟記常見放射性同位素的衰變特性與對應的屏蔽原則：
- 純貝他發射體 (Pure β⁻ emitters)：
- 常見核種：89Sr, 32P, 90Y。
- 屏蔽原則：使用低原子序材料（塑膠、壓克力），以減少制動輻射產生。
- 正子發射體 (β⁺ emitters)：
- 常見核種：18F, 68Ga, 11C, 13N, 15O。
- 屏蔽原則：針對 511 keV 的互毀輻射，需使用厚鉛 (Lead) 或鎢 (Tungsten) 等高 Z 材料。
- 加馬發射體 (γ emitters)：
- 常見核種：99mTc, 131I, 201Tl, 133Xe, 81mKr 等。
- 屏蔽原則：使用鉛 (Lead) 進行屏蔽，厚度依據加馬射線能量 (keV) 而定。
臨床重要性
在核子醫學科的放射藥房 (Radiopharmacy) 進行藥物分裝與給藥時，89Sr (常用於骨轉移疼痛之緩和治療) 或 90Y (常用於肝臟選擇性體內放射治療 SIRT) 的針筒屏蔽套 (syringe shield) 必須使用厚壓克力材質，而非一般 99mTc 所使用的鎢或鉛製針筒套，這點是保護放射師手部劑量極為關鍵的實務操作。