114年:醫物幅安(2)

迴旋加速器常用於製備醫用放射性同位素,關於這類加速器運轉產生的輻射場與屏蔽,下列敘述何者錯誤?

A加速器輸出之質子能量低,不足以引發核反應
B二次中子是最主要設施屏蔽對象
C中子引發之加馬射線是屏蔽以外人員劑量的主要貢獻之一
D中子引發之物質活化是設施除役考量的重點

詳細解析

本題觀念:

本題探討「醫用迴旋加速器(Medical Cyclotron)」在產製放射性同位素時,其運轉過程中所產生的輻射場特性,以及輻射防護、屏蔽設計與設施除役的相關核心概念。醫用迴旋加速器主要透過加速帶電粒子(如質子)撞擊靶材,誘發特定的核反應來生產供正子斷層掃描(PET)或單光子射出電腦斷層掃描(SPECT)使用的短半衰期放射性同位素。

選項分析

  • 選項 A:加速器輸出之質子能量低,不足以引發核反應 錯誤。 醫用迴旋加速器的根本設計目的,就是利用加速後的帶電粒子去撞擊靶材來「引發核反應」,進而製造出所需的放射性同位素(例如透過 18O(p,n)18F^{18}O(p,n)^{18}F 反應來生產氟-18)。為克服原子核的庫侖障壁(Coulomb barrier),醫用迴旋加速器輸出的質子能量通常設計在 10 MeV 至 30 MeV 之間,此能量區間絕對足以引發所需的核反應。若不足以引發核反應,便無法生產任何醫用同位素。

  • 選項 B:二次中子是最主要設施屏蔽對象 正確。 在進行 (p,n)(p,n) 核反應(如產製 18F^{18}F、11C^{11}C 等核醫藥物)時,副產物會釋放出大量高能的二次中子(Secondary neutrons)。中子不帶電、穿透力極強,相比於質子或其他的帶電粒子更容易穿透物質,因此防護這些二

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