114年:放射器材(1)

關於¹¹C、¹³N、¹⁵O、¹⁸F正子核種的敘述,下列何者錯誤?

A正子能量由小到大為¹⁸F<¹¹C<¹³N<¹⁵O
B互毀光子能量由大到小為¹⁵O>¹³N>¹¹C>¹⁸F
C正子射程由大到小為¹⁵O>¹³N>¹¹C>¹⁸F
D半衰期由小到大為¹⁵O<¹³N<¹¹C<¹⁸F

詳細解析

本題觀念:

本題測驗核子醫學中正子造影(Positron Emission Tomography, PET)常用正子發射核種的基礎物理特性。醫事放射師必須熟記四大核心 PET 同位素:碳-11(11C)、氮-13(13N)、氧-15(15O)與氟-18(18F)的半衰期、正子能量、正子射程以及互毀反應的物理原理。

選項分析

A: 正子能量由小到大為 18F < 11C < 13N < 15O (敘述正確) 各核種衰變時發射出的正子最大動能(Maximum positron energy)取決於其核衰變特徵。其最大正子能量約略為:

  • 18F: 0.63 MeV
  • 11C: 0.96 MeV
  • 13N: 1.19 MeV
  • 15O: 1.73 MeV 因此,正子能量從小到大的排序確實為 18F < 11C < 13N < 15O。

B: 互毀光子能量由大到小為 15O > 13N > 11C > 18F (敘述錯誤,為本題正確解答) 根據愛因斯坦的質能互換公式(E=mc2E=mc^2),當正子在組織中消耗完動能並與周遭的電子發生「互毀反應(Annihilation)」時,正子與電子的靜止質量會完全轉換為能量,產生兩道方向相反(約 180 度)的互毀光子(Annihilation photons)。因為電子與正子的靜

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