110年:核醫診療(1)

有關迴旋加速器製造放射性核種的敘述,下列何者最適當?

A迴旋加速器可以加速質子、氘粒子或 α 粒子
B¹¹¹In、¹²⁴I、¹³³Xe都是迴旋加速器製造核種
C迴旋加速器製造核種通常都是中子不足,行 β‒、EC衰變
D以迴旋加速器製造核種的核子反應不會釋出中子

詳細解析

本題觀念:

本題探討核醫學中利用「迴旋加速器(Cyclotron)」製造放射性核種的基本原理與特性。迴旋加速器是利用高頻交流電壓與垂直磁場,將「帶電粒子」加速至高能狀態後撞擊靶材(Target),透過核子反應來產生具放射性的醫用同位素。相對地,「核反應爐(Nuclear reactor)」則是利用中子引發核分裂或中子捕獲來製造核種。兩者產生的核種在物理特性上有顯著差異。

選項分析

  • (A) 迴旋加速器可以加速質子、氘粒子或 α 粒子
    • 正確。迴旋加速器運作的核心機制是利用電磁場來加速「帶正電」的粒子。臨床醫用迴旋加速器最常加速的粒子包括質子(protons, 1^1H+^+)、氘粒子(deuterons, 2^2H+^+)以及 α 粒子(alpha particles, 4^4He2+^{2+})。中子因為不帶電,無法在迴旋加速器中被加速。
  • (B) 111In、124I、133Xe都是迴旋加速器製造核種
    • 錯誤111^{111}In 與 124^{124}I 確實主要是透過迴旋加速器製造(例如 111^{111}In 常透過 111^{111}Cd(p, n)111^{111}In 反應生成)。然而,133^{133}Xe 是一種中子數較多的核種,它是透過「核反應爐」中鈾-235的核分裂(nuclear fissi

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