專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全112 年第 57 題單選題
為使6 MV的高能X光射束衰減至原來強度的2%,則約需要幾個什一值層(TVL)的屏蔽?
D正確答案
什一值層(TVL)是使輻射強度衰減至原來十分之一(1/10)的屏蔽厚度。利用公式 I/I0=10−n,代入 2% (0.02) 即可解出 n≈1.70。
為什麼答案是 D
若使用 1.70 個 TVL,輻射強度會衰減至 10−1.7≈0.01995,非常接近 2% (0.02),為正確答案。
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完整詳解
Pro · 無限重點 什一值層(TVL)是使輻射強度衰減至原來十分之一(1/10)的屏蔽厚度。利用公式 $I/I_0 = 10^{-n}$,代入 2% (0.02) 即可解出 $n \approx 1.70$。
秒解公式:$10^{-n} = 0.02$。兩邊取對數,$-n = \log(0.02) = \log(2 \times 10^{-2}) = \log 2 - 2$。因為 $\log 2 \approx 0.3$,所以 $n = 2 - 0.3 = 1.7$。
逐選項分析
A✕
若使用 1.20 個 TVL,輻射強度會衰減至 $10^{-1.2} \approx 0.063$,也就是 6.3%,未能達到題目要求的 2%。
B✕
若使用 1.35 個 TVL,輻射強度會衰減至 $10^{-1.35} \approx 0.044$,也就是 4.4%,未能達到題目要求的 2%。
C✕
若使用 1.55 個 TVL,輻射強度會衰減至 $10^{-1.55} \approx 0.028$,也就是 2.8%,仍略高於題目要求的 2%。
D✓ 正確
若使用 1.70 個 TVL,輻射強度會衰減至 $10^{-1.7} \approx 0.01995$,非常接近 2% (0.02),為正確答案。
輻射屏蔽衰減參數對照
| 參數名稱 | 定義 | 衰減公式 | 兩者換算關係 |
|---|
| 半值層 (HVL) | 使輻射強度衰減至 1/2 的厚度 | $I = I_0 \times (1/2)^n$ | 1 TVL $\approx$ 3.32 HVL |
| 什一值層 (TVL) | 使輻射強度衰減至 1/10 的厚度 | $I = I_0 \times (1/10)^n$ | 1 HVL $\approx$ 0.301 TVL |
考生極易將 TVL (什一值層) 與 HVL (半值層) 的底數搞混。計算 TVL 時必須使用底數 10 ($10^{-n}$),若誤用底數 2 ($2^{-n}$) 去算 2% 的衰減,會算出約 5.64 個 HVL,導致找不到答案或猜錯。