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)109 年第 74 題單選題
下列那一種閃爍晶體(scintillation crystal)在光子能量511 keV的輻射強度下,其線性衰減係數值最小?
ABGO
BLYSO
CGSO
DNaI(Tl)正確答案
D正確答案
511 keV下,NaI(Tl)密度最低、有效原子序最小,線性衰減係數最小,故偵測效率最差。
為什麼答案是 D
NaI(Tl) 密度僅 3.67 g/cm³,有效原子序低(Na=11, I=53),511 keV 線性衰減係數最小(約 0.34 cm⁻¹),故 PET 不用 NaI 而用於 SPECT/gamma camera。
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完整詳解
Pro · 無限重點 511 keV下,NaI(Tl)密度最低、有效原子序最小,線性衰減係數最小,故偵測效率最差。
比密度即可:BGO(7.13)>LYSO(7.1)>GSO(6.71)>NaI(3.67)。密度越低,線性衰減係數越小。
逐選項分析
A✕
BGO(Bi4Ge3O12)密度高達 7.13 g/cm³,含鉍(Z=83)有效原子序高,511 keV 線性衰減係數最大(約 0.96 cm⁻¹),是 PET 經典晶體。
B✕ 陷阱
LYSO(Lu2(1-x)Y2xSiO5:Ce)密度約 7.1 g/cm³,含鎦(Z=71),線性衰減係數約 0.87 cm⁻¹,僅次於 BGO,是新世代 PET 主流晶體。
C✕
GSO(Gd2SiO5:Ce)密度約 6.71 g/cm³,含釓(Z=64),線性衰減係數約 0.70 cm⁻¹,介於中段,仍遠高於 NaI(Tl)。
D✓ 正確
NaI(Tl) 密度僅 3.67 g/cm³,有效原子序低(Na=11, I=53),511 keV 線性衰減係數最小(約 0.34 cm⁻¹),故 PET 不用 NaI 而用於 SPECT/gamma camera。
PET 常用閃爍晶體 511 keV 物理特性
| 晶體 | 密度(g/cm³) | 有效Z | 線性衰減係數(cm⁻¹) |
|---|
| BGO | 7.13 | 74 | ~0.96 |
| LYSO | 7.10 | 66 | ~0.87 |
| GSO | 6.71 | 59 | ~0.70 |
| NaI(Tl) | 3.67 | 51 | ~0.34 |
考生可能誤以為 NaI(Tl) 是最常見閃爍晶體就是最好,但「常用」≠「衰減係數高」。NaI(Tl) 密度與有效原子序均為四者中最低,對 511 keV 高能光子穿透力強、衰減差,正是它不適合用於 PET 的原因。