專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全107 年第 7 題單選題
依下圖,鉛的K層電子束縛能(binding energy)約為多少keV?
B正確答案
從圖中鉛曲線的K層吸收邊緣(sharp discontinuity)位置讀取光子能量,約88 keV,即鉛K層電子束縛能。
為什麼答案是 B
圖中鉛黑色曲線在約0.088 MeV處出現高能側的明顯不連續跳升(K edge),換算為88 keV,正是鉛K層電子束縛能的標準值。
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完整詳解
Pro · 無限重點 從圖中鉛曲線的K層吸收邊緣(sharp discontinuity)位置讀取光子能量,約88 keV,即鉛K層電子束縛能。
圖中鉛(黑色曲線)在約0.088 MeV(=88 keV)處出現第二個明顯的不連續跳躍(absorption edge),該位置即K層束縛能。
逐選項分析
A✕ 陷阱
15 keV 不對應圖中鉛曲線的K層邊緣位置;該數值更接近某些較輕元素的K層束縛能,非鉛。
B✓ 正確
圖中鉛黑色曲線在約0.088 MeV處出現高能側的明顯不連續跳升(K edge),換算為88 keV,正是鉛K層電子束縛能的標準值。
C✕ 陷阱
100 keV(0.1 MeV)在圖中對應鉛曲線K edge右側稍後的下降段,並非跳躍不連續點,容易因讀圖粗糙而誤選。
D✕
10 keV(0.01 MeV)位於鉛曲線的低能端(左側),此處光電衰減係數極高且無K edge不連續,與題意不符。
光電效應吸收邊緣(Absorption Edge)重點整理
| 項目 | 說明 |
|---|
| 吸收邊緣定義 | 光子能量恰好等於某殼層電子束縛能時,光電截面突然跳升的不連續點 |
| K edge of Lead (鉛) | ≈88 keV(圖中鉛曲線高能側跳躍處) |
| K edge of Water (水) | 水主要由H、O組成,Z值低,K edge極低(<1 keV),圖中無明顯跳躍,曲線平滑下降 |
| 鉛曲線的兩個跳躍 | 圖中可見兩處不連續:低能段(~0.015 MeV)為L edge群,高能段(~0.088 MeV)為K edge |
| 臨床意義 | K edge接近治療/診斷用X光能量,是造影劑或屏蔽材料選擇的依據 |
鉛曲線在圖中有兩組跳躍,低能側(約15 keV)為L層邊緣,高能側(約88 keV)才是K層邊緣。選項A的15 keV恰好對應L層邊緣數值,極易誤認為K層而誤選A;選項C的100 keV則因圖形讀取精度不足而被誤選。必須鎖定最高能側的跳躍點。