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)105 年第 70 題單選題
PET掃描儀的閃爍晶體中,有關BGO與NaI(Tl)的特性敘述,下列何者正確?
ABGO對入射光子之可見光輸出率較NaI(Tl)高
BBGO密度較NaI(Tl)低
CBGO有效原子序較NaI(Tl)高正確答案
DBGO偵測光子效率較NaI(Tl)低
C正確答案
BGO 密度高、有效原子序高(約 74),對 511 keV 光子偵測效率優於 NaI(Tl),但光輸出僅約 NaI 的 15%。
為什麼答案是 C
正確。BGO(Bi₄Ge₃O₁₂)含鉍(Z=83),有效原子序約 74;NaI(Tl) 有效原子序約 51。Z 越高光電作用機率越大(∝Z⁴~⁵),對高能 γ 光子吸收力強。
載入中…
完整詳解
Pro · 無限重點 BGO 密度高、有效原子序高(約 74),對 511 keV 光子偵測效率優於 NaI(Tl),但光輸出僅約 NaI 的 15%。
記口訣「BGO 重而暗、NaI 輕而亮」:BGO 密度大、Z 高、偵測強,但發光弱;NaI(Tl) 反之。
逐選項分析
A✕
錯。NaI(Tl) 光輸出約 38,000 photons/MeV,BGO 僅約 8,200 photons/MeV,BGO 光輸出明顯較低,這也是 BGO 能量解析度較差的原因。
B✕ 陷阱
錯且為陷阱。BGO 密度約 7.13 g/cm³,NaI(Tl) 僅約 3.67 g/cm³,BGO 密度較高,正是 PET 採用它的主因——能在較薄晶體中阻擋 511 keV 光子。
C✓ 正確
正確。BGO(Bi₄Ge₃O₁₂)含鉍(Z=83),有效原子序約 74;NaI(Tl) 有效原子序約 51。Z 越高光電作用機率越大(∝Z⁴~⁵),對高能 γ 光子吸收力強。
D✕
錯。因 BGO 密度高、有效原子序高,對 511 keV 光子的線性衰減係數較大,偵測效率反而比 NaI(Tl) 高,這是 PET 偏好 BGO 而非 NaI(Tl) 的關鍵原因。
PET 常用閃爍晶體特性比較
| 特性 | BGO | NaI(Tl) | 勝出 |
|---|
| 密度 (g/cm³) | 7.13 | 3.67 | BGO |
| 有效原子序 | ~74 | ~51 | BGO |
| 光輸出 (相對值) | ~15% | 100% | NaI(Tl) |
| 衰減時間 (ns) | 300 | 230 | NaI(Tl) |
| 511 keV 偵測效率 | 高 | 低 | BGO |
| 能量解析度 | 差 (~10%) | 佳 (~7%) | NaI(Tl) |
| 吸濕性 | 無 | 強 | BGO |
本題最易錯選 A 或 D。學生常把「光輸出高」與「偵測效率高」混為一談。其實兩者由不同物理性質決定:光輸出取決於發光機制,偵測效率取決於密度與 Z_eff。BGO 偵測效率高但光輸出低,正好相反。