專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全108 年第 73 題單選題
關於電子捕獲(electron capture)的敘述,下列何者錯誤?
A放出微中子,它的能量是連續的正確答案
B隨後原子可能釋出特性輻射
C母原子核與穩定核種相比較,其質子數偏多,中子數不足
D多發生於最內層的軌道電子
A正確答案
電子捕獲放出的微中子能量是「單一定值」,非連續能譜,這是與β衰變最大差別。
為什麼答案是 A
錯誤敘述(即本題答案)。電子捕獲是兩體衰變(子核+微中子),依能量守恆,微中子帶走固定能量,呈單能譜。連續能譜是β衰變(三體:子核+電子+反微中子)的特徵。
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完整詳解
Pro · 無限重點 電子捕獲放出的微中子能量是「單一定值」,非連續能譜,這是與β衰變最大差別。
記口訣:「EC放微中子→單能量;β衰變→連續能譜」。題目問錯誤,A 把兩者搞混了。
逐選項分析
A✓ 正確
錯誤敘述(即本題答案)。電子捕獲是兩體衰變(子核+微中子),依能量守恆,微中子帶走固定能量,呈單能譜。連續能譜是β衰變(三體:子核+電子+反微中子)的特徵。
B✕
正確。內層電子被捕獲後留下空位,外層電子躍遷填補,會釋放特性 X 光(characteristic X-ray)或歐傑電子(Auger electron),是 EC 的標誌性次級輻射。
C✕
正確。EC 發生於質子過多(中子不足)的核種,藉由 p+e⁻→n+ν 將質子轉為中子,使核趨穩定。與 β⁺衰變競爭機制相同。
D✕
正確。K層電子距核最近、波函數在核內機率最大,故被捕獲機率最高(K-capture),其次為 L 層、M 層。
電子捕獲 vs β衰變 微中子能譜比較
| 衰變模式 | 粒子數 | 微中子能量 | 代表核種 |
|---|
| 電子捕獲 EC | 兩體(子核+ν) | 單一能量(離散) | I-125、Tl-201 |
| β⁻衰變 | 三體(子核+e⁻+ν̄) | 連續能譜 | Co-60、I-131 |
| β⁺衰變 | 三體(子核+e⁺+ν) | 連續能譜 | F-18、C-11 |
考生最容易把「微中子能量連續」這個 β 衰變特徵錯安到 EC 頭上。EC 是兩體衰變,能量分配固定,微中子帶單一能量;只有三體衰變(β⁻、β⁺)才會出現連續能譜。記住「兩體單能、三體連續」。