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)108 年第 69 題單選題
核子醫學科於週一上午6:30接收一顆⁹⁹Mo-⁹⁹ᵐTc 射源孳生器(檢定日為週三12:00,500 mCi),因臨床檢查需求,於上午8:00抽取⁹⁹ᵐTcO₄⁻ 10ml,量測後活度約800 mCi,下一次要抽取最大活度的⁹⁹ᵐTcO₄⁻ 約須間隔多少小時?(⁹⁹Mo 半衰期為67 hr , ⁹⁹ᵐTc 半衰期為6hr)
C正確答案
⁹⁹Mo-⁹⁹ᵐTc 孳生器抽取後,⁹ᵐTc 需重新累積至最大值,理論需 4 倍 ⁹⁹ᵐTc 半衰期(約 24 hr),實務上約 23 hr 達最大活度。
為什麼答案是 C
⁹⁹Mo→⁹⁹ᵐTc 屬 transient equilibrium(母核半衰期 > 子核但非極大)。子核活度達最大值的時間 t_max = ln(λd/λp)/(λd-λp) ≈ 22.8 ≈ 23 hr,為下次抽取最大活度的最佳間隔。
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完整詳解
Pro · 無限重點 ⁹⁹Mo-⁹⁹ᵐTc 孳生器抽取後,⁹ᵐTc 需重新累積至最大值,理論需 4 倍 ⁹⁹ᵐTc 半衰期(約 24 hr),實務上約 23 hr 達最大活度。
公式記憶:母核(⁹⁹Mo, T₁/₂=67hr)孳生子核(⁹⁹ᵐTc, T₁/₂=6hr)達瞬時平衡時間 ≈ 4 × 子核半衰期 = 4 × 6 = 24 hr,扣除微小衰變誤差約 23 hr。
逐選項分析
A✕ 陷阱
12 hr 僅為 ⁹⁹ᵐTc 的 2 個半衰期,子核活度尚未累積至與母核達瞬時平衡(transient equilibrium),活度未達最大值,太早抽取會浪費。
B✕
20 hr 約為 3.3 個 ⁹⁹ᵐTc 半衰期,仍接近但未達瞬時平衡的最大值點。雖已接近,但尚未達到子核活度的峰值。
C✓ 正確
⁹⁹Mo→⁹⁹ᵐTc 屬 transient equilibrium(母核半衰期 > 子核但非極大)。子核活度達最大值的時間 t_max = ln(λd/λp)/(λd-λp) ≈ 22.8 ≈ 23 hr,為下次抽取最大活度的最佳間隔。
D✕ 陷阱
30 hr 已超過最大活度時間點,⁹⁹ᵐTc 雖仍隨 ⁹⁹Mo 衰減而存在,但子核活度已過峰值並開始隨母核同步衰減,活度反而較 23 hr 時略低。
放射性核種母子衰變平衡類型
| 平衡類型 | 半衰期關係 | 子核達峰時間 | 範例 |
|---|
| 瞬時平衡 (Transient) | T_母 > T_子(差距不大) | ≈ 4 × T_子 | ⁹⁹Mo-⁹⁹ᵐTc |
| 永久平衡 (Secular) | T_母 >>> T_子 | ≈ 7 × T_子 | ²²⁶Ra-²²²Rn |
| 無平衡 (No equilibrium) | T_母 < T_子 | 無法達平衡 | — |
⁹⁹Mo-⁹⁹ᵐTc 孳生器屬於「瞬時平衡」系統:母核半衰期(66 hr)遠大於子核(6 hr)但有限。抽取後子核活度重新累積,理論上 4 倍子核半衰期(24 hr)可達最大值,但實際峰值出現在約 23 小時,因為母核同時在衰變。關鍵陷阱在於「不是等越久活度越高」—子核累積到峰值後會隨母核同步衰減,活度反而下降。判斷準則:瞬時平衡的最大活度時間 = 3.3×(T_母×T_子)/(T_母-T_子) 的對數值,實務上接近但略短於 4T_子,因此 23 小時是合理的抽取間隔,而非死板的 24 或更久的 30 小時。