專技高考-醫事放射師放射線器材學(包括磁振學與超音波學)105 年第 73 題單選題
下圖是 99mTc 射源在碘化鈉晶體之能譜(energy spectrum)分布圖,該能峰(peak)在112 keV代表什麼事
件?
Aiodine escape peak正確答案
Bbackscatter peak
Ccoincidence peak
Dlead X-ray peak
A正確答案
99mTc主光峰140keV,碘逃脫峰(iodine escape peak)出現在約112keV(=140-28keV),因NaI晶體中碘的特性X射線逃出所致。
為什麼答案是 A
圖中112keV的問號峰即iodine escape peak。當140keV光子在NaI(Tl)晶體中發生光電效應,激發碘原子放出約28keV特性X射線(碘K-edge≈33keV,Kα≈28keV),若該X射線逃出晶體未被偵測,偵測到的能量只剩140-28=112keV,形成此峰。圖中清楚可見112keV虛線標記對應此小峰。
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完整詳解
Pro · 無限重點 99mTc主光峰140keV,碘逃脫峰(iodine escape peak)出現在約112keV(=140-28keV),因NaI晶體中碘的特性X射線逃出所致。
圖中140keV為photopeak,112keV的小峰 = 140 - 28(碘的K特性X射線能量) = 碘逃脫峰,直接鎖定A。
逐選項分析
A✓ 正確
圖中112keV的問號峰即iodine escape peak。當140keV光子在NaI(Tl)晶體中發生光電效應,激發碘原子放出約28keV特性X射線(碘K-edge≈33keV,Kα≈28keV),若該X射線逃出晶體未被偵測,偵測到的能量只剩140-28=112keV,形成此峰。圖中清楚可見112keV虛線標記對應此小峰。
B✕ 陷阱
Backscatter peak是gamma光子在偵測器外部材料(如屏蔽)發生康普頓散射約180°後再進入偵測器所形成的峰,能量約為180keV附近(Tc-99m的backscatter peak約在90keV附近),位置與圖中112keV不符。
C✕
Coincidence peak(加和峰)出現於同時偵測到兩個光子能量相加時,如正子核種的511+511=1022keV峰,99mTc為單光子核種(只發射140keV gamma),不會形成coincidence peak。
D✕ 陷阱
Lead X-ray peak是gamma光子激發鉛屏蔽材料所發出的鉛特性X射線(約72-88keV)進入偵測器形成的峰,能量在70-90keV範圍,與圖中112keV明顯不符。
NaI(Tl)偵測器能譜中各特殊峰位一覽(以99mTc 140keV為例)
| 峰名稱 | 能量位置(約) | 成因 |
|---|
| Photopeak(光電峰) | 140 keV | gamma全部能量被晶體吸收 |
| Iodine Escape Peak(碘逃脫峰) | 112 keV(=140-28) | 光電效應後碘Kα X射線(~28keV)逃出晶體 |
| Backscatter Peak(反散射峰) | ~90 keV | 180°康普頓散射光子返回偵測器 |
| Lead X-ray Peak(鉛X射線峰) | ~72-88 keV | 鉛屏蔽被激發發出特性X射線 |
| Compton plateau(康普頓坪) | 0~115 keV連續分布 | 康普頓散射電子能量沉積 |
Lead X-ray peak(D)是最常見陷阱:兩者都是「特性X射線」造成的峰,但碘逃脫峰來自晶體內部碘原子(~28keV逃脫),鉛X射線峰來自外部屏蔽鉛原子(~72-88keV進入);計算112 keV = 140-28是最快排除干擾的方法。