專技高考-醫事放射師放射線治療原理與技術學111 年第 29 題單選題
對於高能電子射束而言,在高原子序物質相較於低原子序物質,其collisional mass stopping power的大小,下列敘述何者正確?
C正確答案
高原子序物質束縛電子較緊、每克電子數較少,故碰撞質量阻擋本領(collisional mass stopping power)較低。
為什麼答案是 C
正解。高原子序物質Z/A比值較低(每克電子數較少),且平均游離能(I)較高,依Bethe公式碰撞質量阻擋本領與電子密度成正比、與lnI反向,故高Z物質數值較小。
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完整詳解
Pro · 無限重點 高原子序物質束縛電子較緊、每克電子數較少,故碰撞質量阻擋本領(collisional mass stopping power)較低。
記口訣:原子序高→每克電子數少(Z/A小)→碰撞阻擋本領小。鉛比水小!
逐選項分析
A✕
高低原子序物質的碰撞質量阻擋本領並不相同,因每克所含電子數(Z/A)與平均游離能不同,故有差異,不可能相同。
B✕ 陷阱
陷阱選項。容易誤以為高原子序物質電子多就阻擋強,但碰撞阻擋本領是『每單位質量』計算,高Z物質的Z/A較低、平均游離能較高,反而使數值較小。
C✓ 正確
正解。高原子序物質Z/A比值較低(每克電子數較少),且平均游離能(I)較高,依Bethe公式碰撞質量阻擋本領與電子密度成正比、與lnI反向,故高Z物質數值較小。
D✕
並非不一定。在相同能量下,高原子序物質的碰撞質量阻擋本領明確小於低原子序物質,是可確定的規律,故此選項錯誤。
原子序對電子射束阻擋本領的影響
| 項目 | 高原子序物質 | 低原子序物質 | 結果 |
|---|
| 每克電子數(Z/A) | 較低 | 較高 | 高Z較少 |
| 平均游離能(I) | 較高 | 較低 | 高Z較難游離 |
| 碰撞質量阻擋本領 | 較小 | 較大 | 高Z較小 |
| 輻射質量阻擋本領 | 較大 | 較小 | 高Z較大(韌致輻射) |
本題最大陷阱是把『碰撞』與『輻射』阻擋本領搞混。輻射阻擋本領隨Z²增加,高Z確實較大;但碰撞阻擋本領因以單位質量計算,受Z/A與游離能影響,高Z反而較小。考生若記成『高Z都比較大』就會選錯B。