這是個基礎理論題,因此我將教科書上的內容摘錄於下:
β﹣蛻變:當原子中的中子數目超過穩定所需時,該原子就會作β﹣蛻變,也就是從原子核中釋放出一個帶負電的電子而使原子趨於穩定。但是根據理論計算,電子不能獨立存在於原子核裡,因此自原子核裡所釋放出來的電子,均認為是中子在原子核中蛻變為質子和電子後而將電子釋放出來的。其反應式是:n-->p﹢+β﹣+ν,此處n為中子,p為質子,ν為反微中子。原子核經β﹣蛻變後,子核的質量數不變,原子序數則加1,通常在核反應器中所產生的放射性核種都會做β﹣蛻變。
β﹢蛻變:利用加速器製造放射性核種時,通常是用高能粒子自母核中擊出一個中子而形成的,此時子核中的中子較穩定時為少,原子中的質子即會蛻變為中子和正電子,將中子留在核中,而將正電子釋放出來,在這個變化過程中,同時也有為中子伴同產生,其反應式是:p﹢-->n+β﹢+ν,當原子做β﹢蛻變時,母核種的質量必須較子核種質量多出兩個電子的靜止質量才可以發生,如以能階表示,母核種的能階必須較子核種能階高出1.02
MeV以上,才有發生β﹢蛻變的可能,原子做β﹢蛻變以後,子原子的質量與母原子相同,子原子的原子序數則較母原子減1。
由於題目只說是β蛻變,並沒有仔細去細分為β﹣或是β﹢,因此一般會默認為是β﹣,所以答案是子核之質子數比母核質子數(B)增加一個,當然這種題目是有一點爭議性存在的。
52 Tc-99m所具備之特性,以下何者為非? (A)半衰期6小時 (B)放射出140 keV伽傌射線 (C)具有β射線 (D)蛻變為Tc-99
Tc-99m是核醫最常使用的放射性元素,因此對於這個元素的諸般特性都必須記得很清楚,它的(A)半衰期6小時,會(B)放射出140 keV伽傌射線,不會放出β射線,最後會(D)蛻變為Tc-99,是由Mo-99/Tc-99m generator所生產出來的,因此答案是(C)。
53 下列何者非光子與物質作用之機制? (A)互毀反應 (B)光電效應 (C)成對效應 (D)康普吞效應
這似乎在考放射物理的感覺,基本上光子是屬於電磁波,它與物質的三種主要作用分別是:原子將光子完全吸收而將軌道上的電子打出稱之為(B)光電效應;當光子與外圍電子(認為是自由電子)產生彈性散射,入射光子的部分能量轉移至電子,剩餘的部分則為散射光子帶走,稱之為(D)康普吞效應;當光子能量大於1.022 MeV以上時,光子和原子核場起互應作用而形成一對正、負電子,稱之為(C)成對效應。至於(A)互毀反應則是當正電子動能消失殆盡時,極易與負電子產生互毀作用,此時會產生兩個0.511 MeV的γ射線,因此這並非屬於光子與物質作用的範圍。
54 140 keV伽傌射線與人體之交互作用以下列何者最多? (A)成對效應 (Pair production) (B)互毀(Annihilation) (C)光電效應(Photoelectric effect) (D)康普吞散射(Campton scattering)
承上題,低能光子比較容易產生(C)光電效應(Photoelectric effect),而不論光子具有任何能量,幾乎都會產生(D)康普吞散射(Campton scattering),但是通常發生最大機率是光子能量介於0.1~3 MeV之間。因為140 keV伽傌射線屬於低能量,因此與人體之交互作用以(C)光電效應最多,我將書上的表格列在下面:
作用能量範圍
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光電效應
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10 KeV~500 KeV
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康普吞散射
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100 KeV~3 MeV
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成對效應
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1.02 MeV以上
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55 正子斷層掃描(Positron emission tomography, PET)偵測何種訊號? (A)正子 (B)正子與511 keV伽傌射線 (C)單一的511 keV伽傌射線 (D)成對的511 keV伽傌射線
PET的設計原理是利用detector去接收能量為511 KeV且成對的γ射線,我們使用會進行β﹢蛻變的放射性核種,利用正負電子之間發生互毀反應,因而產生(D)成對的511 keV伽傌射線,並不是說真的去偵測(A)正子。
56 假設某放射性藥物其物理半衰期為6小時,生物半衰期為3小時,則其有效半衰期: (A)1小時 (B)2小時 (C)3小時 (D)4小時
這是很容易的計算題,1/有效半衰期=1/物理半衰期+1/生物半衰期=1/6 + 1/3=1/2,因此有效半衰期=(B)2小時。
57 產生成對效應(Pair production)的伽傌射線其能量需大於? (A)140 keV (B)280 keV (C)511 keV (D)1.2 MeV
這是基礎定義的問題,當光子能量大於1.022 MeV以上時,光子和原子核場起互應作用而形成一對正、負電子,稱之為成對效應,答案是(D)1.2 MeV。
58 FDG的F-18位於第幾個碳上面? (A)第一個 (B)第二個 (C)第三個 (D)第四個
這題請參考93年第2次高考第64題,答案是(B)第二個。
59 NP-59是何種物質之衍生物? (A)葡萄糖 (B)脂肪酸 (C)膽固醇 (D)血紅素
NP-59的全名是16-β-iodomethyl-norcholesterol,最後的那個單字結尾cholesterol就是(C)膽固醇的意思,這是個用來作腎上腺皮質腫瘤的藥物,這部分的原理較為複雜,請參閱核醫的檢查裡的NP59腎上腺皮質部分。NP-59是一種放射碘化的膽固醇類藥物,在經由靜脈注射後,會與體內的low-density lipoproteins低密度脂蛋白(LDL)結合,然後藉著LDL的receptor給傳送至細胞內,由於膽固醇是腎上腺steroid類固醇類荷爾蒙的前驅物,因此腎上腺會藉著LDL的協助而吸收NP-59這個藥物,之後呢NP-59會被酯化而儲存在腺體細胞的脂肪池內,因為碘化膽固醇與膽固醇的結構上仍有些許的不同,因此就無法進行下一步的代謝,所以腎上腺皮質所分泌的荷爾蒙中並不會具有放射活性,另外有部分的碘化膽固醇會被肝臟的LDL receptor給傳送至肝臟內,然後被代謝成膽鹽而自膽囊排泄至腸道,因此曾經有案例是膽囊聚積了放射活性,由於膽囊與腎上腺的解剖位置高度差不多而很容易被誤認為是腎上腺皮質腫瘤,這一點可以藉側面的影像來加以區分。
60 關於葡萄糖正子掃描檢查,何者正確? (A)血糖200 mg/dl適合做 (B)不必禁食 (C)打完針後可隨意走動 (D)可以喝白開水
葡萄糖正子掃描檢查的檢查原理是利用F-18 FDG類似葡萄糖的特性,先讓受檢者空腹使得血糖降低後,提高體內細胞對葡萄糖的飢渴程度,此時再注射F-18 FDG,這樣由於腫瘤細胞的新陳代謝較一般細胞來的旺盛,因此會攝取較多的F-18 FDG,因此在檢查時才得以與一般細胞有所區別,所以說在(A)血糖200 mg/dl的情況下,會先給予受檢者注射胰島素,經過1小時後測量血糖值下降至正常範圍後(< 110 mg/dl)才能開始檢查,如果血糖降不下來就持續觀察至血糖下降為止,(B)不必禁食是錯誤的,一般至少空腹8小時,(C)打完針後可隨意走動,這個部分牽涉到輻射防護的問題,打完針的受檢者一般是在40分鐘至1小時後才開始檢查,這段期間最好集中管理,以保障週遭人員不受無謂的輻射劑量,另外(D)可以喝白開水的部分倒是OK的,也可以增加腎臟對未吸收藥劑的排除速率,提高影像的品質。