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114年:醫物幅安(2)

在相同的活度情況下，下列何者在人體內所造成的輻射傷害最大？

A¹³¹I
B¹⁴C
C³H
D²²⁶Ra

詳細解析

本題觀念：

此題測驗的核心觀念為「游離輻射的生物效應」與「射源在人體內的危害」。不同種類的游離輻射（阿伐α、貝他β、加馬γ）具有不同的直線傳能（Linear Energy Transfer, LET）與輻射加權因數（Radiation weighting factor, WRW_R）。當放射性核種進入人體內部（內曝露）時，高LET輻射造成的生物傷害遠大於低LET輻射。

選項分析

  • A. 131I (碘-131)：主要釋放貝他（β）粒子與加馬（γ）射線，其輻射加權因數 WRW_R 為 1。進入人體後主要積聚於甲狀腺，雖會造成局部傷害，但相較於阿伐射源，相同活度下的游離密度與細胞破壞力較低。
  • B. 14C (碳-14)：主要釋放低能量的貝他（β）粒子，其輻射加權因數 WRW_R 亦為 1。在體內造成的局部組織游離傷害較小。
  • C. 3H (氚)：主要釋放極低能量的貝他（β）粒子，其輻射加權因數 WRW_R 為 1。因能量極低，在水（或人體組織）中的射程極短，對細胞核的整體破壞力在所有選項中相對最弱。
  • D. 226Ra (鐳-226)：主要釋放阿伐（α）粒子。阿伐粒子的質量大、帶有+2電價，屬於高LET輻射，其輻射加權因數 WRW_R 高達 20。當在人體內部衰變時，阿伐粒子會在極短的距離內釋放所有能量，造成密集的DNA雙股斷裂與嚴重的細胞毒性。此外，鐳是趨骨性核種（Bone-seeker），會沉積在骨骼中，造成嚴重的骨髓傷害與骨肉瘤。

答案解析

游離輻射對人體的傷害程度不僅與「活度」（單位時間內的衰變次數）有關，更取決於輻射的種類（對應輻射加權因數 WRW_R）與能量。在相同的活度情況下，釋放α粒子的同位素（如 226Ra）的等價劑量貢獻是β或γ射線（WRW_R = 1）的 20 倍。

在「體外曝露」時，α粒子會被皮膚角質層阻擋，危害較小；但在「體內曝露」（如吸入或食入）時，α粒子的穿透力弱反而成為致命缺點，因為它會將巨大的能量完全沉積在周圍微小的組織體積內，造成最具破壞性的生物效應。因此，在體內造成最大輻射傷害的是發射阿伐粒子的 226Ra。正確答案為 D。

核心知識點

  1. 游離輻射的分類與特性：必須熟記 α 粒子為高 LET 輻射，β 與 γ 為低 LET 輻射。
  2. 輻射加權因數 (WRW_R) 常數表 (ICRP 103)：
    • 光子 (X, γ)、電子 (β, 包含 e−e^-, e+e^+)：WRW_R = 1
    • 質子：WRW_R = 2 (過去 ICRP 60 為 5，目前國考若未特別標示新版，仍須留意選項設計)
    • 阿伐 (α) 粒子、核分裂碎片、重核：WRW_R = 20
  3. 內曝露與外曝露的危害差異：α 粒子外曝露危害極小，內曝露危害極大。
  4. 核種的生理分布：226Ra、89Sr 等屬於趨骨性核種（化學性質類似鈣），131I 聚集於甲狀腺。

臨床重要性

在核子醫學與輻射防護中，對於阿伐射源（如 226Ra、222Rn 及其子核種）的內曝露管制極為嚴格。臨床上，此一高 LET 的特性也被反向利用於「阿伐標靶放射治療（Targeted Alpha Therapy, TAT）」，例如使用 223Ra (Xofigo) 治療前列腺癌的骨轉移，正是利用阿伐粒子在骨骼中短射程、高殺傷力的特性，來精準消滅癌細胞同時保護周圍正常組織。

參考資料

  1. 行政院原子能委員會，「輻射防護專業人員測驗試題與解析」。連結
  2. ICRP Publication 103: The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection.
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