專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全105 年第 43 題單選題
下圖中產生各種不同能量γ射線的總分歧比(branching ratio, %)為何?
C正確答案
γ射線分歧比 = 1 − 不發射γ的衰變比例(如直接到基態的β衰變),常見答案為90%。
為什麼答案是 C
正解。母核衰變到各激發態的比例加總(100% − 直接到基態的比例10%)= 90%,再經由γ釋放回到基態,故產生γ的總分歧比為90%。
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完整詳解
Pro · 無限重點 γ射線分歧比 = 1 − 不發射γ的衰變比例(如直接到基態的β衰變),常見答案為90%。
看圖找『不經激發態、直接β⁻到基態』的比例,用100%減去即得γ總分歧比。本題扣掉10%後得90%。
逐選項分析
A✕
40%偏低,通常是只算單一條γ躍遷的分歧比,沒有把所有激發態到基態的γ加總。題目問的是「總」分歧比。
B✕ 陷阱
70%是常見陷阱,可能來自只加部分γ躍遷或誤把內轉換電子的比例扣掉。實際上內轉換不影響「衰變到激發態」的母項比例。
C✓ 正確
正解。母核衰變到各激發態的比例加總(100% − 直接到基態的比例10%)= 90%,再經由γ釋放回到基態,故產生γ的總分歧比為90%。
D✕ 陷阱
100%代表所有衰變都會放出γ,但部分β衰變會直接到基態(不經過激發態),因此不會產生γ射線,總分歧比不會是100%。
分歧比(Branching Ratio)核心概念
| 項目 | 定義 | 計算方式 | 本題對應 |
|---|
| β衰變分歧比 | 母核衰變到各能階的機率 | 各路徑加總=100% | 到激發態90% + 直接到基態10% |
| γ總分歧比 | 釋放γ射線的總機率 | 100% − 直接到基態% | 100% − 10% = 90% |
| 單一γ分歧比 | 特定能量γ的釋出機率 | 單一躍遷機率 | 如某條γ為40%、50% |
| 內轉換係數 | 改以電子釋出能量 | 不減少激發態到達率 | 不影響本題答案 |
考生容易看到「分歧比」就直接抓圖中某一條γ路徑的數字(如40%)。但題目問的是「總」分歧比,必須加總所有產生γ的路徑,等於100%扣掉直接β⁻到基態(不放γ)的比例。