108年:核醫診療(1)
關於 NaI(Tl) 無機閃爍體( inorganic scintillator )的敘述,下列何者正確?
ANaI(Tl) 無機閃爍體之鉈( Tl )含量為 2% ,可視為一雜質
B微量的 鉈( Tl )充當碘化鈉( NaI )晶體結構的雜質( impurity )或稱激活劑( activator ),因而在微量的鉈 存在下能有效地和 γ射線作用產生可見光光子
C鉈(Tl )的基態( ground state )與激態( excited state )均位於禁帶間隙( forbidden gap ),而活化劑的基態 靠近導電帶( conduction band ),活化劑的激態靠近價帶( valence band )
DNaI(Tl) 閃爍偵檢器僅能進行計數,不能做能譜分析
詳細解析
本題觀念:
本題考查碘化鈉鉈活化晶體(thallium-activated sodium iodide scintillator, NaI(Tl))的物理特性,包含:鉈的含量與角色、閃爍機制的能帶結構(energy band structure),以及偵檢器的功能。
選項分析
(A) NaI(Tl) 無機閃爍體之鉈(Tl)含量為 2%,可視為一雜質 — 錯誤。鉈的含量遠低於 2%,實際上約為 莫耳分率(molar fraction),即約 0.1–0.3%,而非 2%。雖然鉈確實作為雜質(impurity/activator),但含量描述錯誤。
(B) 微量的鉈(Tl)充當碘化鈉(NaI)晶體結構的雜質(impurity)或稱激活劑(activator),因而在微量的鉈存在下能有效地和 γ 射線作用產生可見光光子 — 正確。此為 NaI(Tl) 閃爍機制的正確描述:微量鉈(約 莫耳分率)以取代型雜質(substitutional impurity)形式進入 NaI 晶格,取代 位置,作為激活劑(activator),提供能量較低的發光中心,使激發能量以可見光光子(~415 nm)形式釋出,大幅提高閃爍效率。
**(C) 鉈(Tl)的基態(gro
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