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)108 年第 77 題單選題
正子蛻變核種的β+射程(range)與下列何種因素有關?
A母核的原子量
B子核的原子量
C$\beta^{+}$ 的能量正確答案
D$\beta^{+}$ 的質量
C正確答案
β+ 正子在物質中前進距離取決於初始動能,能量越大射程越長。
為什麼答案是 C
β+ 射程由其動能決定。能量越高,正子在組織中行進距離越長,PET 影像空間解析度因此下降。例如 F-18(0.64 MeV)水中最大射程約 2.4 mm,O-15(1.72 MeV)約 7.3 mm。
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完整詳解
Pro · 無限重點 β+ 正子在物質中前進距離取決於初始動能,能量越大射程越長。
帶電粒子的射程 = 能量決定論。能量越高,穿透越遠。
逐選項分析
A✕
母核原子量決定衰變的 Q 值,但 β+ 實際射程是看正子本身帶走的動能,不是母核質量。
B✕
子核質量影響反衝能量分配,但與正子在介質中的射程無直接關係。
C✓ 正確
β+ 射程由其動能決定。能量越高,正子在組織中行進距離越長,PET 影像空間解析度因此下降。例如 F-18(0.64 MeV)水中最大射程約 2.4 mm,O-15(1.72 MeV)約 7.3 mm。
D✕ 陷阱
正子靜止質量是固定常數 (511 keV/c²),所有 β+ 都一樣,不可能成為「決定射程差異」的變因。
常見 PET 核種 β+ 最大能量與射程
| 核種 | 最大能量(MeV) | 水中最大射程 | 影像解析度 |
|---|
| F-18 | 0.64 | ~2.4 mm | 最佳 |
| C-11 | 0.96 | ~4.1 mm | 中 |
| N-13 | 1.19 | ~5.1 mm | 中 |
| O-15 | 1.72 | ~7.3 mm | 較差 |
| Rb-82 | 3.35 | ~14 mm | 最差 |
考生易把「質量」與「能量」混淆。正子的靜止質量是物理常數,不會變動;真正決定射程的是它從衰變反應中帶走多少動能。F-18 之所以是 PET 黃金核種,正是因為其 β+ 能量低、射程短,影像解析度好。