下列何種蛻變方式會釋放出微中子？

本題觀念：

核種蛻變 (Radioactive decay) 為了達到穩定的能量狀態，會自發性地釋放出不同的粒子與射線。不同蛻變方式的產物遵循電荷守恆 (Charge conservation) 與輕子數守恆 (Lepton number conservation)。本題考驗考生對於各種放射性核種蛻變方式（包含阿伐、貝他、正子、同分異構物躍遷）及其伴隨釋放粒子的精確理解，特別是需要嚴格區分「微中子 (Neutrino)」與「反微中子 (Antineutrino)」。

影像分析：

本題提供了四個核反應式影像，分析如下：

• 選項A圖片：${}^{223}_{88}\text{Ra} \rightarrow {}^{219}_{86}\text{Rn}$。母核鐳 (Radium-223) 的質量數減少 4，原子序減少 2，轉變為氡 (Radon-219)。此為阿伐蛻變 (Alpha decay, $\alpha$)。
• 選項B圖片：${}^{62}_{29}\text{Cu} \rightarrow {}^{62}_{28}\text{Ni}$。母核銅 (Copper-62) 的質量數不變，原子序減少 1，轉變為鎳 (Nickel-62)。此為正子蛻變 (Positron emission, $\beta^+$) 或是 電子捕獲 (Electron capture, EC)。
• 選項C圖片：${}^{99m}_{43}\text{Tc} \rightarrow {}^{99}_{43}\text{Tc}$。母核鎝 (Technetium-99m) 的質量數與原子序皆未改變，僅核能階自激發態降至基態。此為同分異構物躍遷 (Isomeric transition, IT)。
• 選項D圖片：${}^{177}_{71}\text{Lu} \rightarrow {}^{177}_{72}\text{Hf}$。母核鎦 (Lutetium-177) 的質量數不變，原子序增加 1，轉變為鉿 (Hafnium-177)。此為貝他蛻變 (Beta-minus decay, $\beta^-$)。

選項分析

• A. ${}^{223}_{88}\text{Ra} \rightarrow {}^{219}_{86}\text{Rn}$ (阿伐蛻變)：釋放出一顆阿伐粒子 (即氦原子核 ${}^{4}_{2}\text{He}$)。此過程僅涉及強作用力與電磁力，不涉及弱作用力，因此不會釋放微中子或反微中子。
• B. ${}^{62}_{29}\text{Cu} \rightarrow {}^{62}_{28}\text{Ni}$ (正子蛻變/電子捕獲)：
  • 在正子蛻變中，核內質子轉換為中子：$p^+ \rightarrow n + e^+ + \nu_e$。為了維持輕子數守恆 (反應前質子輕子數為 0，反應後正子輕子數為 -1，故需釋放輕子數為 +1 的粒子)，會釋放出微中子 (Neutrino, $\nu_e$)。
  • 在電子捕獲中，核內質子捕獲軌道電子：$p^+ + e^- \rightarrow n + \nu_e$。同樣會釋放出微中子 (Neutrino, $\nu_e$)。故此選項正確。
• C. ${}^{99m}_{43}\text{Tc} \rightarrow {}^{99}_{43}\text{Tc}$ (同分異構物躍遷)：原子核釋放多餘能量，以伽瑪射線 (Gamma ray, $\gamma$) 的形式射出，或發生內部轉換 (Internal conversion) 射出軌道電子。此過程不會釋放微中子。
• D. ${}^{177}_{71}\text{Lu} \rightarrow {}^{177}_{72}\text{Hf}$ (貝他蛻變)：核內中子轉換為質子：$n \rightarrow p^+ + e^- + \bar{\nu}_e$。為了維持輕子數守恆 (反應前中子輕子數為 0，反應後電子輕子數為 +1，故需釋放輕子數為 -1 的粒子)，此反應釋放的是反微中子 (Antineutrino, $\bar{\nu}_e$)，而非微中子。

答案解析

綜合上述分析，阿伐蛻變與同分異構物躍遷不產生微中子。而貝他蛻變 ($\beta^-$) 釋放的是「反」微中子 (Antineutrino)。在國考物理觀念中，必須嚴格區分兩者，只有正子蛻變 ($\beta^+$) 與電子捕獲 (EC) 才會釋放「微中子 (Neutrino)」。選項 B 的 Cu-62 衰變為 Ni-62，原子序減少 1，屬於正子蛻變與電子捕獲，因此必定伴隨釋放微中子，為本題最正確答案。

核心知識點

醫事放射師國考常考的核種蛻變特性與釋放粒子總整理：

1. 阿伐蛻變 ($\alpha$)：$\Delta A = -4, \Delta Z = -2$，釋放氦核 (${}^{4}_{2}\text{He}$)。
2. 貝他蛻變 ($\beta^-$)：$\Delta A = 0, \Delta Z = +1$，釋放電子 ($e^-$) 與 反微中子 ($\bar{\nu}_e$)。發生於中子過多的核種 (n/p ratio 過高)。
3. 正子蛻變 ($\beta^+$)：$\Delta A = 0, \Delta Z = -1$，釋放正子 ($e^+$) 與 微中子 ($\nu_e$)。發生於質子過多的核種 (n/p ratio 過低)，且母子核質量差需大於 $1.022 \text{ MeV}$。
4. 電子捕獲 (EC)：$\Delta A = 0, \Delta Z = -1$，釋放 微中子 ($\nu_e$) 與 特性輻射 (Characteristic X-ray) 或鄂惹電子 (Auger electron)。同樣發生於質子過多核種，可視為正子蛻變的競爭反應。
5. 同分異構物躍遷 (IT)：$\Delta A = 0, \Delta Z = 0$，釋放 伽瑪射線 ($\gamma$)。

臨床重要性

這四個選項的核種在當今核子醫學與放射治療中皆具備極高的臨床應用價值，也是國考輻射藥物學與核醫學常考焦點：

• Radium-223 (Ra-223)：發射阿伐射線，臨床藥物為 Xofigo (鐳-223二氯化物)。利用其鈣同源物的尋骨特性，專門用於治療去勢抗性攝護腺癌 (mCRPC) 的骨轉移，利用 $\alpha$ 粒子高 LET (線性轉移能量) 與極短射程的特性，精準毒殺骨轉移腫瘤細胞並盡可能保護周圍正常骨髓。
• Copper-62 (Cu-62)：為正子發射同位素，半衰期極短 (9.7分鐘)，可由 ${}^{62}\text{Zn}/{}^{62}\text{Cu}$ 發生器製備。常結合成 ${}^{62}\text{Cu-ATSM}$ 作為正子斷層造影 (PET) 中評估腫瘤組織「缺氧 (Hypoxia)」的示蹤劑；或結合成 ${}^{62}\text{Cu-PTSM}$ 用於評估血流灌注。
• Technetium-99m (Tc-99m)：單光子射出電腦斷層掃描 (SPECT) 最普遍使用的放射性同位素，擁有極佳的物理特性 (半衰期 6.02 小時，140 keV 伽瑪射線，且無貝他射線增加病人劑量)。
• Lutetium-177 (Lu-177)：發射貝他射線，為近年胜肽受體放射性核種治療 (PRRT) 與放射配體治療 (RLT) 的明星核種。如用於神經內分泌腫瘤的 ${}^{177}\text{Lu-DOTATATE}$ (Lutathera)，以及用於攝護腺癌的 ${}^{177}\text{Lu-PSMA-617}$ (Pluvicto)。

參考資料

1. Definition of copper Cu 62-ATSM - NCI Drug Dictionary (https://www.cancer.gov/publications/dictionaries/cancer-drug/def/copper-cu-62-atsm)
2. Radium 223 dichloride for prostate cancer treatment - PMC - NIH (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6005292/)