專技高考-醫事放射師核子醫學診療原理與技術學107 年第 64 題單選題
以反應器製造 $^{32}$ P,可使用中子撞擊 $^{31}$ P或 $^{32}$ S。為何後者之比活度(specific activity)較高?
A因為32S與32P的原子量相同
B因為32P與31P不易分離正確答案
C因為32S反應截面較大較容易撞擊
D因為撞擊32S的產率較高
B正確答案
中子撞擊31P產生32P屬同元素混合難分離,比活度低;撞擊32S產物為不同元素可化學分離,比活度高。
為什麼答案是 B
31P(n,γ)32P產物與標靶皆為磷,屬同元素無法以化學方法分離,產物中混有大量穩定31P載體,導致比活度低。反之32S(n,p)32P產物為磷、標靶為硫,可化學分離得到無載體(carrier-free)高比活度32P。
載入中…
完整詳解
Pro · 無限重點 中子撞擊31P產生32P屬同元素混合難分離,比活度低;撞擊32S產物為不同元素可化學分離,比活度高。
比活度高低關鍵在於「能否化學分離載體」。同元素無法分離→低;不同元素可分離→高。
逐選項分析
A✕ 陷阱
32S與32P為不同元素(硫vs磷),質量數相同並非比活度高的原因。比活度取決於放射性核種與穩定核種的比例,原子量相同與否無關。屬名詞偷換陷阱。
B✓ 正確
31P(n,γ)32P產物與標靶皆為磷,屬同元素無法以化學方法分離,產物中混有大量穩定31P載體,導致比活度低。反之32S(n,p)32P產物為磷、標靶為硫,可化學分離得到無載體(carrier-free)高比活度32P。
C✕
反應截面大小影響的是產量(產率)多寡,與比活度高低無直接關係。比活度是放射性對總質量的比值,與截面大小不能畫等號。屬概念混淆。
D✕ 陷阱
撞擊產率高代表生產的核種量多,但若無法與載體分離,比活度仍低。比活度高的真正原因是異元素可分離成無載體狀態,而非產率高低。屬概念顛倒陷阱。
32P 兩種製備路徑比較
| 反應式 | 標靶 | 產物vs標靶 | 可否分離 | 比活度 |
|---|
| 31P(n,γ)32P | 31P | 同為磷(同元素) | 不可化學分離 | 低(有載體) |
| 32S(n,p)32P | 32S | 磷vs硫(異元素) | 可化學分離 | 高(無載體) |
考生易把「產率高」「截面大」誤認為比活度高的原因。其實比活度是放射性核種佔總質量的比例,關鍵在能否分離載體:異元素產物可化學分離得無載體狀態才是高比活度的真因。