專技高考-醫事放射師核子醫學診療原理與技術學106 年第 32 題單選題
下列何者不是正子同位素的特性?
A衰變時由原子核釋放出質子正確答案
B產生的511 keV加馬射線是和電子互毀作用產生的
C衰變後原子核內中子數增加1而質子數減少1
D衰變產生的兩個511 keV加馬射線約成180度
A正確答案
正子衰變是質子轉中子並釋放正子(β+),不是釋放質子;正子與電子互毀產生兩個 180° 反向的 511 keV γ 射線。
為什麼答案是 A
錯誤敘述,本題要選的答案。正子衰變時原子核釋放的是「正子(positron, β+)」與「微中子」,不是質子。質子是在核內由 p→n+β+ +ν 的過程中轉變,並未被釋放出核外。
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完整詳解
Pro · 無限重點 正子衰變是質子轉中子並釋放正子(β+),不是釋放質子;正子與電子互毀產生兩個 180° 反向的 511 keV γ 射線。
看到「釋放質子」直接刷掉!正子衰變釋放的是 positron (β+),不是 proton。
逐選項分析
A✓ 正確
錯誤敘述,本題要選的答案。正子衰變時原子核釋放的是「正子(positron, β+)」與「微中子」,不是質子。質子是在核內由 p→n+β+ +ν 的過程中轉變,並未被釋放出核外。
B✕
正確。正子射出後在組織內快速減速,與周遭電子發生互毀作用(annihilation),質量轉換為能量,產生兩個各 511 keV 的加馬光子(電子靜止質量能 = 511 keV)。
C✕
正確。正子衰變的核反應為 p → n + β+ + ν,質子數(Z)減少 1,中子數(N)增加 1,質量數 A 不變。例如 ¹⁸F → ¹⁸O。
D✕
正確。基於動量守恆,互毀產生的兩個 511 keV 光子方向約成 180°(實際因正子殘餘動量略有偏差,稱 non-collinearity),這是 PET 同步偵測(coincidence detection)的物理基礎。
正子衰變 (β+ decay) 重點整理
| 項目 | 內容 | 公式/數值 | PET應用 |
|---|
| 核反應 | 質子轉中子 | p → n + β+ + ν | Z-1, N+1, A不變 |
| 釋放粒子 | 正子 + 微中子 | 非質子! | 正子在組織飛行 1-2mm |
| 互毀作用 | 正子+電子→2γ | 2×511 keV | 符合計數偵測 |
| 光子方向 | 幾乎反向 | ≈180° | LOR 投影線重建 |
| 常見核種 | F-18, C-11, O-15, N-13, Ga-68 | — | FDG-PET 主流 |
命題者把「正子(positron)」偷換成「質子(proton)」,兩者中文只差一字、英文都是 p 開頭,極易誤判。記住:正子衰變時釋放的是 β+ 與微中子,質子是「轉變」成中子,並未被踢出核外。