若閃爍晶體具相同幾何大小，下列4種晶體偵測511 keV互毀光子之效率表現，由低至高排列為何？①BGO②BaF2 ③GSO ④NaI

本題觀念：

本題測驗核子醫學儀器中，閃爍晶體（Scintillation crystal）對於511 keV互毀光子（Annihilation photons，常見於正子造影 PET）的偵測效率。在晶體幾何尺寸相同的條件下，偵測效率主要取決於晶體對511 keV加馬射線的「阻擋能力（Stopping power）」。 阻擋能力與晶體材料的「線性衰減係數（Linear attenuation coefficient, $\mu$）」直接相關。線性衰減係數越大，光子在晶體內發生作用（特別是光電效應）並被完全吸收的機率越高。而影響線性衰減係數的兩大關鍵物理性質為：

1. 密度（Density, $\rho$）：密度越高，阻擋輻射能力越強。
2. 有效原子序（Effective atomic number, $Z_{eff}$）：原子序越大，發生光電效應的截面越大，有利於完全吸收511 keV光子的能量。

選項分析

將題目給定的四種常見閃爍晶體，依其密度與有效原子序進行分析與比較：

• ④ NaI (碘化鈉)
  • 物理性質：密度約 $3.67 \text{ g/cm}^3$，$Z_{eff}$ 約 51。
  • 衰減特性：對511 keV的線性衰減係數約 $0.34 \text{ cm}^{-1}$。
  • 分析

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