專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全114 年第 12 題單選題
Farmer型游離腔的空腔體積為0.6 cm3,已知腔壁材料對於空氣的限制阻擋本領比值為0.982,若量測劑量時收集到10 nC的電荷量,則游離腔腔壁的吸收劑量約為多少mGy?【空氣的密度為0.001293 g/cm3,Wair=33.97 eV/ion pair】
D正確答案
利用布拉格-葛雷理論計算腔壁吸收劑量,需將電荷轉換為空氣吸收劑量後再乘以阻擋本領比值。
為什麼答案是 D
正確應用布拉格-葛雷公式:D_wall = (Q/m) × (W/e) × s_wall,air。代入數值並注意單位統一後可得約 430 mGy。
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完整詳解
Pro · 無限重點 利用布拉格-葛雷理論計算腔壁吸收劑量,需將電荷轉換為空氣吸收劑量後再乘以阻擋本領比值。
先算空氣劑量 D_air = Q × W / (ρ × V),再乘限制阻擋本領比 s_wall,air。注意單位換算與數量級。
逐選項分析
A✕ 陷阱
此數值約為正確答案的 1/1000,可能是忘記將 nC 轉換為 C(未乘 10⁻⁹)或體積單位換算錯誤所致。
B✕ 陷阱
此數值約為正確答案的 1/100,常見於漏乘空氣密度或 W/e 常數時的數量級偏差,屬典型計算失誤。
C✕ 陷阱
此數值約為正確答案的 1/10,可能是在計算過程中少乘了一個 10 的因子,例如電荷量級或密度處理不當。
D✓ 正確
正確應用布拉格-葛雷公式:D_wall = (Q/m) × (W/e) × s_wall,air。代入數值並注意單位統一後可得約 430 mGy。
布拉格-葛雷空腔理論計算步驟
| 步驟 | 公式/參數 | 數值代入 | 備註 |
|---|
| 1. 空氣質量 | m = ρ × V | 0.001293 g/cm³ × 0.6 cm³ = 7.758×10⁻⁴ g | 注意體積單位一致 |
| 2. 空氣吸收劑量 | D_air = Q × (W/e) / m | (10×10⁻⁹ C) × (33.97 J/C) / (7.758×10⁻⁷ kg) | W/e = 33.97 J/C |
| 3. 腔壁吸收劑量 | D_wall = D_air × s_wall,air | D_air × 0.982 | s 為限制阻擋本領比 |
| 4. 單位轉換 | Gy → mGy | 結果 × 1000 | 1 Gy = 1000 mGy |
本題最易錯在電荷單位(nC→C)、質量單位(g→kg)及劑量單位(Gy→mGy)三重轉換。任一環節疏忽即導致答案差10倍或1000倍,選項A/B/C即為典型錯誤數量級。