115年:醫物幅安(2)
關於同質異能蛻變（isomeric transition），下列敘述何者最不適當？
A不會改變原子序與質量數
B可藉由放出γ射線或發生內轉換進行
C須藉由電子捕獲來產生同質異能蛻變
D⁹⁹ᵐTc 衰變為 ⁹⁹Tc 屬於同質異能蛻變
詳細解析
本題觀念
同質異能蛻變（isomeric transition）是同一核種的原子核從較高能量的亞穩定態，回到較低能量或基態的退激過程。它只改變原子核的能量狀態，不改變質子數與中子數，因此原子序和 A 值都維持不變。能量可以直接以 γ 射線釋出，也可以透過內轉換轉交給軌域電子；電子捕獲則會改變核內質子與中子的組成，屬於另一類衰變。
選項分析
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A 正確。 同質異能蛻變發生在同一個核種的不同能階之間。質子數 Z 不變，所以元素種類不變；質子數加中子數所代表的 A 值也不變。改變的是核能階與核的激發能，而不是核種的基本組成。
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B 正確。 激發核回到較低能階時，最常見的退激方式是放出 γ 光子。若核能量也能傳給核外軌域電子，電子會被打出成為內轉換電子；這不是 β 電子，而是由原子核能量轉移所產生的電子。γ 放射與內轉換都是同質異能蛻變可以採用的退激途徑。
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C 不正確。 電子捕獲時，原子核捕捉一個內層電子，使一個質子轉變為中子，並伴隨中微子放出，因此原子序降低 1、A 值維持不變。這是 β 衰變的一種，會改變元素種類；同質異能蛻變不需要電子捕獲，也不以改變 Z 為特徵。
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D 正確。 ⁹⁹ᵐTc 中的 m 表示亞穩定激發態。它退激成 ⁹⁹Tc 時，兩者仍是同一元素、同一 A 值，只是由較高核能階回到較低能階，所以是典型的同質異能蛻變。
答案解析
本題問最不適當的敘述，關鍵在於辨認「核能階改變」與「核種組成改變」的差異。同質異能蛻變只處理同一核種的激發態退激，Z 與 A 均不變，可經由 γ 放射或內轉換完成。⁹⁹ᵐTc→⁹⁹Tc 正是這種情形。電子捕獲則把質子轉成中子，使 Z 減少而成為另一元素，屬於 β 衰變；所以不應列為同質異能蛻變的必要機制。本題答案為 C。
核心知識點
- 同質異能蛻變： 同一核種、不同核能階之間的退激；Z 不變、A 不變。
- 主要能量釋放方式： γ 射線或內轉換。內轉換電子來自核能量轉移，不等同於 β⁻ 電子。
- 電子捕獲： 核內 p 轉為 n，Z 減 1、A 不變，屬 β 衰變；捕獲後的內層空缺還可能造成特性 X 射線或 Auger 電子。
- 核種判讀技巧： 看到 m，先想到同一核種的亞穩定態；看到電子捕獲，則要檢查原子序是否下降。
- 核醫例子： ⁹⁹ᵐTc 的 γ 放射讓它成為常用的核醫影像放射性核種，而退激後形成 ⁹⁹Tc。解題時應分清楚醫學用途與衰變型態的定義，不要因為兩者都可能伴隨電子或光子就混為一談。