專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全104 年第 13 題單選題
使用游離腔作為劑量量測工具,假設游離腔的空腔有效體積為0.1 cm³,空氣密度為1.293×10⁻³ g/cm³,在荷電粒子平衡(charged particle equilibrium)及忽略再結合效應的情形下,其曝露校正參數(exposure calibration factor)Nx約為多少R/C?
A5.4×10⁹
B3.0×10¹⁰正確答案
C2.5×10⁹
D3.2×10⁹
B正確答案
曝露校正參數 Nx = 1/(ρ·V·(e/W)) ,將空腔體積、空氣密度與每庫侖電荷對應的倫琴數代入即得約 3.0×10¹⁰ R/C。
為什麼答案是 B
Nx = 1/[(2.58×10⁻⁴ C/kg/R)·(ρ·V)]。ρ·V = 1.293×10⁻³ × 0.1 = 1.293×10⁻⁴ g = 1.293×10⁻⁷ kg。Nx = 1/(2.58×10⁻⁴ × 1.293×10⁻⁷) ≈ 3.0×10¹⁰ R/C,正解。
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完整詳解
Pro · 無限重點 曝露校正參數 Nx = 1/(ρ·V·(e/W)) ,將空腔體積、空氣密度與每庫侖電荷對應的倫琴數代入即得約 3.0×10¹⁰ R/C。
記住空氣中 1 R = 2.58×10⁻⁴ C/kg。Nx = (2.58×10⁻⁴)⁻¹ ÷ (ρ·V) ,代入 ρV = 1.293×10⁻⁷ g 即可。
逐選項分析
A✕ 陷阱
5.4×10⁹ 為單位換算錯誤的常見陷阱值,可能誤把體積單位 cm³ 當成 m³ 或漏乘空氣密度,導致數量級偏小。
B✓ 正確
Nx = 1/[(2.58×10⁻⁴ C/kg/R)·(ρ·V)]。ρ·V = 1.293×10⁻³ × 0.1 = 1.293×10⁻⁴ g = 1.293×10⁻⁷ kg。Nx = 1/(2.58×10⁻⁴ × 1.293×10⁻⁷) ≈ 3.0×10¹⁰ R/C,正解。
C✕
2.5×10⁹ 與正解差一個數量級,可能誤將 1 R = 2.58×10⁻⁴ C/kg 當作分子或單位代換錯誤所得。
D✕
3.2×10⁹ 同樣差一個數量級,常見於將質量誤算為 g 而未換算為 kg,導致最終結果少 10³ 倍。
曝露校正參數 Nx 計算公式速查
| 參數 | 符號 | 數值 | 備註 |
|---|
| 空腔體積 | V | 0.1 cm³ | = 1×10⁻⁷ m³ |
| 空氣密度 | ρ | 1.293×10⁻³ g/cm³ | STP 條件 |
| 空腔空氣質量 | ρV | 1.293×10⁻⁷ kg | 關鍵中間值 |
| 1 R 定義 | — | 2.58×10⁻⁴ C/kg | 倫琴單位定義 |
| Nx | R/C | ≈ 3.0×10¹⁰ | 1/(ρV × 2.58×10⁻⁴) |
本題最大陷阱在於 g↔kg 與 cm³↔m³ 的單位轉換。倫琴定義是 C/kg,但題目給的密度是 g/cm³,必須先把 ρV 算成 kg 再代入,否則會差 10³ 倍而誤選 C 或 D。