專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全109 年第 58 題單選題
在30秒內,共有500個光子通過100 cm2 的截面,其中200個光子能量為40 keV,150個光子能量為60 keV,150個光子能量為80 keV,則能通量(energy fluence)為多少keV/ cm2?
D正確答案
能通量等於總能量除以截面積。先算各能量光子總和再除面積,與時間無關,答案為 290 keV/cm²。
為什麼答案是 D
正確計算:總能量=(200×40)+(150×60)+(150×80)=8000+9000+12000=29000 keV。能通量=29000 keV / 100 cm² = 290 keV/cm²。時間30秒為多餘資訊。
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完整詳解
Pro · 無限重點 能通量等於總能量除以截面積。先算各能量光子總和再除面積,與時間無關,答案為 290 keV/cm²。
秒解口訣:能通量只看「總能量/面積」。(200×40+150×60+150×80)÷100 = 290。30秒是干擾項!
逐選項分析
A✕ 陷阱
此數值接近將總能量誤除以「時間×面積」或計算錯誤的結果。能通量定義不含時間因子,若納入30秒會得到錯誤量級,屬典型單位混淆陷阱。
B✕ 陷阱
可能是僅計算部分光子能量或誤用平均能量所致。例如只算40keV光子貢獻(8000/100=80)再與其他錯誤運算混合,非正確總能量除以面積之結果。
C✕ 陷阱
260 可能是誤將光子數直接相加(500)後乘以某個平均能量再除面積的錯誤結果,或漏算某組光子能量。正確總能量應為29000 keV,除以100得290。
D✓ 正確
正確計算:總能量=(200×40)+(150×60)+(150×80)=8000+9000+12000=29000 keV。能通量=29000 keV / 100 cm² = 290 keV/cm²。時間30秒為多餘資訊。
輻射場量定義對照
| 物理量 | 符號 | 定義公式 | 單位 |
|---|
| 粒子通量 | Φ | N / A | particles/cm² |
| 能通量 | Ψ | Σ(Ei × Ni) / A | keV/cm² 或 J/m² |
| 粒子通量率 | φ | N / (A × t) | particles/(cm²·s) |
| 能通量率 | ψ | Ψ / t | keV/(cm²·s) |
題目給出「30秒」誘導考生誤以為需計算「率」(rate)。但題幹明確問「能通量」(fluence),其定義僅為總能量除以面積,與時間完全無關。看到時間數據時務必先確認問的是累積量還是速率量。