107年:醫物幅安(2)

利用中子照射活化產生的同位素,最常以下列何種型式衰變?

Aα衰變
Bβ+衰變或電子捕獲
Cβ-衰變
D互毀作用

詳細解析

本題觀念:

中子活化(neutron activation)是將中子打入穩定核種,使其質量數增加 1,形成中子過多(neutron-rich)的不穩定同位素。此類同位素最常以 β⁻ 衰變達到穩定。

選項分析

(A) α衰變 錯誤。α衰變多發生於質量數大(A > 200)、質子過多的重核,如 238^{238}U、226^{226}Ra 等。中子活化產物為中子過多的核種,走的是不同路徑。

(B) β⁺衰變或電子捕獲 錯誤。β⁺衰變和電子捕獲(electron capture)是質子過多核種的衰變方式,用於降低質子數、提高核穩定性。人工加速器製造的正子放射核種(如 18^{18}F、11^{11}C)即屬此類,但這些是以質子轟擊製作,而非中子活化。

(C) β⁻衰變 正確。 中子活化反應 (n,γ)(n, \gamma) 使穩定核種吸收一個中子後,核內中子數增加,形成中子過多的核種(neutron-rich nuclide)。此類核種藉由 β⁻ 衰變穩定化:核內一個中子轉換為質子,同時放出電子(β⁻ 粒子)和反電子微中子(νˉe\bar{\nu}_e),使原子序增加 1。

(D) 互毀作用(annihilation) 錯誤。互毀作用是正電子(e⁺)與電子(e⁻)相遇後的消滅反應,產生兩道 511 keV 的光子,這是一種相互

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