放射核種¹⁸F 會進行下列那一種放射蛻變？
詳細解析
本題觀念：
¹⁸F 是質子相對偏多的放射性核種，會藉由 β⁺ 蛻變把一個質子轉成中子，使核種轉為較穩定的 ¹⁸O。β⁺ 蛻變放出的正電子在物質中減速後，會與電子發生湮滅，通常產生兩個方向相反、各 511 keV 的光子，這也是 ¹⁸F 能應用於正子攝影（positron emission tomography, PET）的核物理基礎。判斷本題不能只看到「放射性」就選 α 或 β；要看核內質子與中子比例，以及選項所代表的核種改變。
選項分析
A α蛻變：不正確。α 蛻變會放出由 2 個質子與 2 個中子組成的氦核，使母核原子序減少 2、核子數減少 4。這不是 ¹⁸F 的主要衰變方式，也不會直接產生本題所涉及的正電子與 511 keV 湮滅光子。
B 同質異能蛻變：不正確。同質異能蛻變是同一核種由較高能階轉到較低能階，原子序與核子數不變，常伴隨 γ 光子放出。它不會把 ¹⁸F 的質子轉成中子，因此不能說明 ¹⁸F 轉成 ¹⁸O 的核種變化。
C β⁺蛻變：正確，為本題答案。β⁺ 蛻變時，核內一個質子轉成中子，並放出正電子與電子微中子；¹⁸F 因而轉為 ¹⁸O。資料顯示 ¹⁸F 約 97% 以正電子放射衰變，另有約 3% 電子捕獲，因此在題目列出的主要衰變方式中應選 β⁺。正電子後續湮滅所產生的 511 keV 光子，是影像偵測的後續事件，不要把它誤認成核種先直接放出兩個 γ 光子。
D β⁻蛻變：不正確。β⁻ 蛻變是核內一個中子轉成質子，放出電子與電子反微中子，會使原子序增加 1。這與 ¹⁸F 轉為 ¹⁸O 時原子序由 9 降為 8 的方向相反，因此不是本題的主要模式。
答案解析
¹⁸F 的原子序為 9，核子數為 18；¹⁸O 的原子序為 8，核子數仍為 18。由 F 到 O 是原子序減少 1、核子數不變，正好符合 β⁺ 蛻變的核反應：
¹⁸F → ¹⁸O + β⁺ + νₑ。
更完整地說，β⁺ 蛻變把一個質子轉成中子，所放出的正電子不會長時間獨立存在，會在周圍物質中與電子湮滅，形成兩個 511 keV 光子。題目問的是「放射蛻變種類」，所以應依核內轉換選 C；511 keV 光子是正電子湮滅的結果，不是另一個可取代 β⁺ 的選項。雖然 ¹⁸F 也有少量電子捕獲分支，但考試選項中要求辨認其主要放射方式，答案仍為 β⁺ 蛻變。
核心知識點
- β⁺ 蛻變：質子轉中子，原子序減 1、核子數不變，並放出正電子與電子微中子。
- β⁻ 蛻變：中子轉質子，原子序加 1、核子數不變，並放出電子與電子反微中子。
- α 蛻變：原子序減 2、核子數減 4；同質異能蛻變則不改變原子序與核子數。
- ¹⁸F 主要以 β⁺ 蛻變轉為 ¹⁸O，約 3% 的分支為電子捕獲。
- 正電子湮滅產生兩個相反方向的 511 keV 光子，是 PET 偵測的物理基礎。
- 遇到核種衰變題，可先比較母子核的原子序與核子數，再由「質子轉中子」或「中子轉質子」判斷 β⁺、β⁻。
臨床重要性
¹⁸F 常以 ¹⁸F-FDG 形式用於 PET，正電子放射後的湮滅光子提供可偵測訊號；理解 β⁺ 蛻變與湮滅事件的先後，有助於分辨核種衰變本身、光子產生與影像重建之間的關係。