專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全113 年第 6 題單選題
當電子能量為1~10 MeV,其與介質作用之敘述,下列何者正確?
A碰撞阻擋本領隨介質原子序上升而上升
B碰撞阻擋本領不隨介質原子序變化
C輻射阻擋本領隨介質原子序上升而上升正確答案
D輻射阻擋本領不隨介質原子序變化
C正確答案
高能電子在介質中,輻射阻擋本領(制動輻射)與原子序Z²成正比,故隨Z上升而上升,正解C。
為什麼答案是 C
輻射阻擋本領源於制動輻射(bremsstrahlung),其能量損失正比於Z²,故介質原子序愈高,輻射阻擋本領愈大。這也是高Z材料(如鎢)常用於X光靶的原因,正解。
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完整詳解
Pro · 無限重點 高能電子在介質中,輻射阻擋本領(制動輻射)與原子序Z²成正比,故隨Z上升而上升,正解C。
記口訣:輻射(制動輻射)正比Z²→愈重元素愈強;碰撞阻擋本領正比Z/A,反而隨Z略降。
逐選項分析
A✕ 陷阱
碰撞阻擋本領(電離激發損失)正比於介質的電子密度Z/A,重元素Z/A略小於輕元素,故碰撞阻擋本領反而隨原子序上升而略為下降,並非上升。此為高頻陷阱選項。
B✕
碰撞阻擋本領確實會隨介質變化,因其正比於電子密度(Z/A),不同元素的Z/A不同,故並非不隨原子序變化,敘述錯誤。
C✓ 正確
輻射阻擋本領源於制動輻射(bremsstrahlung),其能量損失正比於Z²,故介質原子序愈高,輻射阻擋本領愈大。這也是高Z材料(如鎢)常用於X光靶的原因,正解。
D✕
輻射阻擋本領明確正比於Z²,會隨原子序大幅變化,絕非不變。此敘述與物理事實相反,錯誤。
電子能量損失機制比較
| 機制 | 來源 | 與Z關係 | 與能量關係 |
|---|
| 碰撞阻擋本領 | 電離與激發 | ∝ Z/A(隨Z略降) | 低能較顯著 |
| 輻射阻擋本領 | 制動輻射 | ∝ Z²(隨Z上升) | 高能較顯著 |
考生最易混淆碰撞與輻射兩種阻擋本領對原子序的依賴。碰撞阻擋本領正比Z/A(隨Z略降),輻射阻擋本領正比Z²(隨Z上升)。選項A把碰撞說成隨Z上升,正是顛倒陷阱。