目前利用小型迴旋加速器（ cyclotron ）製造¹³N，可透過加速何種粒子撞擊¹⁶O的靶？

本題觀念：

利用小型迴旋加速器（cyclotron）製造正子放射核種 ¹³N（氮-13），其核反應原理為以質子（proton）撞擊 ¹⁶O 靶的 $^{16}\text{O}(\text{p},\alpha)^{13}\text{N}$ 反應。

選項分析

(A) 中子：中子（neutron）屬於電中性粒子，無法在迴旋加速器的電場中被加速。迴旋加速器依賴帶電粒子在磁場中螺旋運動並被高頻電場加速，因此中子不適用。

(B) 質子 ✅（正確答案）：製造 ¹³N 的標準核反應為： $^{16}\text{O}(\text{p},\alpha)^{13}\text{N}$ 即以質子（$^1\text{H}$）撞擊 ¹⁶O（通常以 $\text{H}_2{}^{16}\text{O}$ 水溶液為靶材），射出 α 粒子（$^4\text{He}$），產生 ¹³N。此反應需質子動能 > 5.55 MeV（反應閾能），臨床用小型迴旋加速器通常提供 10–11 MeV 質子束，20 分鐘照射即可產出約 100 mCi 的 ¹³N。

(C) 氚：氚（tritium，$^3\text{H}$）雖為帶電粒子，但製造 ¹³N 不使用氚作為轟擊粒子，其核反應路徑亦不符合。

(D) 氘：氘（deuteron，$^2\text{H}$）雖也可在迴旋加速器中

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