專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全107 年第 50 題單選題
偵測加馬射線,下列何種偵檢器有最高的能量解析度?
ANaI
BHPGe正確答案
CBGO
DGM counter
B正確答案
HPGe(高純度鍺)半導體偵檢器產生電子電洞對所需的平均能量極低,統計起伏小,因此擁有所有加馬偵檢器中最高的能量解析度,為加馬能譜分析的首選。
為什麼答案是 B
HPGe(高純度鍺)屬於半導體偵檢器,因產生一對電子-電洞對僅需約 3 eV 的能量,載子數量多且統計誤差小,具有極佳的能量解析度(對 662 keV 約 0.1-0.2%),能精準區分相近的加馬射線能量。
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完整詳解
Pro · 無限重點 HPGe(高純度鍺)半導體偵檢器產生電子電洞對所需的平均能量極低,統計起伏小,因此擁有所有加馬偵檢器中最高的能量解析度,為加馬能譜分析的首選。
秒解口訣:「最高能量解析度」選半導體(HPGe);「最高偵測效率」選高密度閃爍體(BGO);「無法分辦能量」選 GM 計數器。
逐選項分析
A✕
NaI(Tl) 碘化鈉為最常用的閃爍偵檢器,其偵測效率高且可在室溫下工作,但能量解析度僅為中等(對 662 keV 約 6-8%),不如半導體偵檢器。
B✓ 正確
HPGe(高純度鍺)屬於半導體偵檢器,因產生一對電子-電洞對僅需約 3 eV 的能量,載子數量多且統計誤差小,具有極佳的能量解析度(對 662 keV 約 0.1-0.2%),能精準區分相近的加馬射線能量。
C✕ 陷阱
BGO(鍺酸鉍)是高密度、高有效原子序的閃爍偵檢器,具有極高的「偵測效率」(常應用於 PET),但其發光產率低,導致「能量解析度」很差(約 10-20%)。
D✕
GM counter(蓋革-牟勒計數器)為氣體充填偵檢器,因發生湯生崩瀉效應,任何進入的輻射只要能引發游離,都會產生相同大小的巨大脈衝。因此它完全無法區分輻射能量,沒有能量解析度可言。
常見加馬射線偵檢器特性比較
| 偵檢器 | 類型 | 能量解析度 | 偵測效率 | 主要特色與用途 |
|---|
| HPGe | 半導體 | 極佳 (約 0.1%) | 較低 | 需液態氮冷卻,用於精密加馬能譜分析 |
| NaI(Tl) | 閃爍體 | 中等 (約 7%) | 高 | 室溫可用,核醫學最廣泛使用的偵檢器 |
| BGO | 閃爍體 | 差 (約 10-20%) | 極高 | 密度大、阻擋能力強,常用於 PET 造影 |
| GM counter | 氣體 | 無 (無法分辦) | 極低 (對加馬) | 只能計數無法測能,用於環境輻射污染清查 |
國考極常將「能量解析度」與「偵測效率」混考。看到 BGO 要想到「效率最高(PET愛用)但解析度差」;看到 HPGe 要想到「解析度最高(能譜分析愛用)但需冷卻且效率較低」。