關於放射性核種生物半化期的敘述，下列何者正確？

本題觀念：

本題測驗的核心概念為「放射性核種在人體內的半化期分類與定義」。在核子醫學與輻射防護中，探討放射性物質在體內的消長時，主要有以下三種半化期：

1. 物理半化期 (Physical half-life, $T_p$)：放射性核種因自然衰變，使其活度減少至原先一半所需的時間。此為原子核的物理特性，不受溫度、壓力、化學鍵結或物理狀態的影響。
2. 生物半化期 (Biological half-life, $T_b$)：進入生物體內的物質，經由正常的生理代謝路徑（如尿液、糞便、汗液、呼吸等）將其總量排除一半出體外所需的時間。
3. 有效半化期 (Effective half-life, $T_e$)：綜合物理衰變與生物排泄的結果，使體內放射性總活度減少至一半的時間。公式為 $\frac{1}{T_e} = \frac{1}{T_p} + \frac{1}{T_b}$。

選項分析

• (A) 與射出輻射的能量有關：錯誤。射出輻射的能量（例如阿伐、貝他或加馬射線的能量大小）屬於核種本身的物理衰變特性，人體的生理代謝機制並不會因為輻射能量的高低而改變排泄該物質的速度。
• (B) 與核種的化學組成特性有關：正確。生物半化期完全取決於該物質的化學特性。核種的化學性質會決定它在人體內如何被吸收、分布、代謝與排泄。例如：鍶-90 (Sr-90) 在化學族群上與鈣同屬鹼土金屬，進入人體後容易沉積於骨骼中，因此代謝極慢，具有非常長的生物半化期；而純水或某些氣體則能快速被排出。
• (C) 與物理半化期有關：錯誤。生物半化期與物理半化期是兩個完全獨立的變數。同一個化學元素的不同同位素（如 I-123 與 I-131），它們的物理半化期大不相同（分別為13.2小時與8天），但因為它們的化學性質完全一樣，在人體內的生物半化期是相同的。兩者只有在計算「有效半化期」時才會有數學上的關聯。
• (D) 與組織的特性無關：錯誤。生物半化期與特定組織的生理代謝特性息息相關。不同的器官及組織具有不同的代謝速率與血流量，且對不同化學物質的親和力不同。例如，碘在甲狀腺中的生物半化期會比在血液中的生物半化期長非常多。

答案解析

綜合上述分析，生物半化期的長短完全由生理代謝機制決定，而生理代謝又取決於該核種（或標記藥物）的「化學組成特性」以及人體器官的「組織特性」。它與原子核的物理特性（如物理半化期、輻射種類與輻射能量）毫無關聯。因此，正確答案為 (B)。

核心知識點

考生在準備這類考題時，務必釐清且熟記以下觀念：

1. 三個半化期的定義與差異：
   • $T_p$ (物理)：僅看原子核特性。
   • $T_b$ (生物)：僅看化學性質與生理代謝（組織特性）。
   • $T_e$ (有效)：考量前兩者之綜合結果。
2. 有效半化期公式：$T_e = \frac{T_p \times T_b}{T_p + T_b}$。須注意，有效半化期必定會小於物理半化期與生物半化期兩者中的任意一個（即 $T_e < T_p$ 且 $T_e < T_b$）。
3. 同位素的生物特性：同位素因化學性質相同，在人體內的代謝途徑與生物半化期皆相同。

臨床重要性

在核子醫學科進行放射性藥物造影或治療時，我們必須精準掌握藥物的生物半化期與物理半化期，以評估病人的「體內輻射劑量 (Internal dosimetry)」。理想的診斷用放射性藥物，其有效半化期應剛好涵蓋檢查所需的時間，檢查結束後能儘速藉由較短的物理半化期或生物半化期離開人體，以符合「合理抑低 (ALARA)」的游離輻射防護原則。

參考資料

1. 行政院原子能委員會 (現核能安全委員會). 放射性物料辭彙. (https://www.nusc.gov.tw)
2. 考選部 114年第一次專技高考醫事放射師考試試題