專技高考-醫事放射師核子醫學診療原理與技術學115 年第 73 題單選題
在正子發射的核種中，當一個正電子從原子核中射出時，能游移約幾毫米的距離，造成鄰近的原子被電離，失去能量並減速，最後與鄰近的一個電子配對、相互纏繞形成一個暫時性的雙粒子原子。過程中形成的雙粒子原子為下列何者？
A正電子偶素（positronium）正確答案
B光子（photon）
C貝他粒子（beta particle）
D同中子素（isotones）
A正確答案
正電子與電子配對形成的短暫束縛態稱為正電子偶素（positronium），隨後湮滅產生兩個511 keV光子。
為什麼答案是 A
正電子偶素（positronium）是正電子與電子因庫侖吸引力形成的短暫束縛態，類似氫原子但以正電子取代質子，壽命極短（約10⁻¹⁰秒）後湮滅產生兩道反向511 keV光子，是PET成像的物理基礎。
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完整詳解
Pro · 無限重點 正電子與電子配對形成的短暫束縛態稱為正電子偶素（positronium），隨後湮滅產生兩個511 keV光子。
關鍵字「正電子+電子配對、暫時性雙粒子」→ positronium（正電子偶素）。
逐選項分析
A✓ 正確
正電子偶素（positronium）是正電子與電子因庫侖吸引力形成的短暫束縛態，類似氫原子但以正電子取代質子，壽命極短（約10⁻¹⁰秒）後湮滅產生兩道反向511 keV光子，是PET成像的物理基礎。
B✕ 陷阱
光子是正電子偶素「湮滅之後」產生的產物（兩道511 keV γ光子），並非雙粒子原子本身。題目問的是湮滅前的中間狀態，易混淆。
C✕
貝他粒子指β衰變放出的電子（β⁻）或正電子（β⁺）本身，是單一粒子而非雙粒子束縛態，與題意不符。
D✕
同中子素（isotones）指中子數相同但質子數不同的核種，是核物理分類名詞，與正電子湮滅過程完全無關。
PET 正電子湮滅過程四階段
| 階段 | 事件 | 距離/能量 | 產物 |
|---|
| 1. 發射 | 核種β⁺衰變射出正電子 | 約1-several mm游程 | 正電子+微中子 |
| 2. 減速 | 與組織原子碰撞電離失能 | mm級(取決於能量) | 減速的正電子 |
| 3. 配對 | 與電子形成束縛態 | 暫時性 | 正電子偶素(positronium) |
| 4. 湮滅 | 質量轉換為能量 | 180°反向 | 2×511 keV 光子 |
陷阱在於把「湮滅前」和「湮滅後」混淆。光子(B)是正電子偶素消滅後才產生的，題目問的是雙粒子配對當下的名稱，答案必須是positronium。看清「形成的雙粒子原子」這個關鍵字即可鎖定A。 
