專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全107 年第 74 題單選題
$^{18}$ F進行 $\beta^{+}$ 衰變後,正子與電子結合,產生下列何種輻射?
A特性輻射
B互毀輻射正確答案
C制動輻射
DAuger電子
B正確答案
正子與電子結合會產生互毀輻射 (annihilation radiation),發出兩道 511 keV 光子,這是 PET 成像的物理基礎。
為什麼答案是 B
正子 (β⁺) 與電子質量相等、電荷相反,相遇後質量轉換為能量,產生兩道方向相反、能量各 511 keV 的光子,稱為互毀輻射 (annihilation radiation),正是 PET 造影原理。
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完整詳解
Pro · 無限重點 正子與電子結合會產生互毀輻射 (annihilation radiation),發出兩道 511 keV 光子,這是 PET 成像的物理基礎。
看到「正子+電子結合」秒選互毀輻射;關鍵字「511 keV」「PET」也都指向此答案。
逐選項分析
A✕
特性輻射 (characteristic X-ray) 是內層電子被擊出後,外層電子填補空缺所釋放的 X 光,與正子湮滅無關。
B✓ 正確
正子 (β⁺) 與電子質量相等、電荷相反,相遇後質量轉換為能量,產生兩道方向相反、能量各 511 keV 的光子,稱為互毀輻射 (annihilation radiation),正是 PET 造影原理。
C✕ 陷阱
制動輻射 (Bremsstrahlung) 是高速帶電粒子經過原子核附近受庫倫力減速所放出的連續能譜 X 光,是 X 光機產生 X 光的主要機制,與湮滅不同。
D✕
Auger 電子是內層空缺被填補時,能量未以光子釋出,而是傳給外層電子使其脫離原子;屬於與特性輻射競爭的去激發過程,並非湮滅產物。
四種輻射產生機制對照
| 輻射種類 | 產生機制 | 能量特性 | 代表應用 |
|---|
| 特性輻射 | 外層電子填補內層空缺 | 離散能量 (元素特徵) | XRF 元素分析 |
| 互毀輻射 | 正子+電子質能互換 | 兩道 511 keV 光子 (反向) | PET 正子造影 |
| 制動輻射 | 帶電粒子受核減速 | 連續能譜 | X 光機 |
| Auger 電子 | 去激發能量轉給電子 | 離散動能 | 表面分析 AES |
正子碰上電子會直接湮滅成兩道 511 keV 的光子,這叫互毀輻射,是 PET 掃描的核心原理。考選部最愛拿「制動輻射」來混淆,兩者都會放光但成因完全不同:制動輻射是高速電子經過原子核附近被減速才放出光子,能量連續分布;互毀輻射是正負電子質量直接轉換成能量,固定 511 keV。關鍵判斷:題目只要提到「正子」「正負電子結合」就直接選互毀輻射,看到「帶電粒子經過原子核附近減速」才是制動輻射。