專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全112 年第 6 題單選題
關於成對產生(pair production)和三項產生(triplet production)的低限能,分別為多少 MeV?
A0.511,1.022
B1.022,2.044正確答案
C2.044,1.022
D1.022,0.511
B正確答案
成對產生需於原子核場進行,低限能 1.022 MeV;三項產生於電子場進行,低限能 2.044 MeV。
為什麼答案是 B
正解。成對產生於原子核庫侖場進行,低限能 1.022 MeV(2 個電子質量);三項產生於電子庫侖場進行,因該電子也會反彈須額外能量,低限能為 2.044 MeV(4 個電子質量)。
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完整詳解
Pro · 無限重點 成對產生需於原子核場進行,低限能 1.022 MeV;三項產生於電子場進行,低限能 2.044 MeV。
成對產生=2倍電子靜止能=1.022;三項產生因動量守恆需2倍=2.044,記「核1電2」。
逐選項分析
A✕ 陷阱
0.511 MeV 是單一電子(或正子)的靜止能量,並非成對產生低限能。成對產生需同時生成電子與正子,至少要 2×0.511=1.022 MeV,此選項把單顆靜止能誤當低限能。
B✓ 正確
正解。成對產生於原子核庫侖場進行,低限能 1.022 MeV(2 個電子質量);三項產生於電子庫侖場進行,因該電子也會反彈須額外能量,低限能為 2.044 MeV(4 個電子質量)。
C✕ 陷阱
數值對但順序顛倒。題目先問成對產生(1.022)再問三項產生(2.044),此選項把兩者寫反,是典型的順序陷阱。
D✕
1.022 雖是成對產生正解,但三項產生不可能是 0.511 MeV,連成對產生都不夠。數值與物理意義均不符。
成對產生 vs 三項產生
| 作用過程 | 發生場域 | 低限能(MeV) | 等於幾個電子質量 |
|---|
| 成對產生 Pair | 原子核庫侖場 | 1.022 | 2 個 |
| 三項產生 Triplet | 軌道電子庫侖場 | 2.044 | 4 個 |
考生常把 0.511 MeV(單顆電子靜止能)與 1.022 MeV(成對產生低限能)搞混,也容易把成對與三項的數值順序寫反。記住:成對=2倍=1.022,三項因動量守恆需4倍=2.044。