有關迴旋加速器所產生之核種，下列何者衰變模式非100% β⁺ decay？

本題觀念

正子造影（Positron Emission Tomography, PET）主要依賴發射正子（$\beta^+$）的放射性同位素。這些同位素多由醫療用迴旋加速器（Cyclotron）產生，最常見的四大核心核種為 $^{11}$C、$^{13}$N、$^{15}$O 以及 $^{18}$F。 對於質子過多（Proton-rich）的核種而言，除了發射正子（$\beta^+$ decay）之外，還有一種常見的競爭衰變模式稱為「電子捕獲」（Electron Capture, EC）。在電子捕獲中，原子核會吸收一個內層軌域電子，使質子轉變為中子並放出微中子。這兩種衰變途徑在不同核種中占有不同的分支比（Branching ratio）。

選項分析

• A. $^{11}$C：半衰期約 20.4 分鐘。其衰變有約 99.8% 經由 $\beta^+$ 衰變，極少部分（約 0.2%）為電子捕獲。在教科書與常規放射物理分類中，常被視為接近 100% 的純 $\beta^+$ 發射核種。
• B. $^{13}$N：半衰期約 10 分鐘。其衰變有約 99.8% 經由 $\beta^+$ 衰變，0.2% 為電子捕獲。同樣被歸類為接近 100% 的 $\beta^+$ 發射體。
• C. $^{15}$O：半衰期約 2 分鐘。其衰變高達 99.9%

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