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
欲將距離某射源1公尺處之劑量率降為其沒有屏蔽時的1/80,若已知屏蔽材料M,在本次計算的增建因數(buildup factor)為2,則利用材料M來建構的屏蔽厚度,應使用下列M材料的那些半值層及什一值層組合?
A1 TVL + 2 HVL
B1 TVL + 3 HVL
C1 TVL + 4 HVL正確答案
D4 HVL
C正確答案
增建因數B=2時,實際需衰減倍數=80/2=40,用TVL(10倍)+HVL組合湊出40倍衰減,1 TVL + 4 HVL = 10×16 = 160 ≥ 40,需找最精確組合。
為什麼答案是 C
考慮增建因數B=2,屏蔽設計需滿足:衰減倍數 ≥ 目標倍數 × B = 80 × 2 = 160。1 TVL + 4 HVL = 10 × 2⁴ = 10 × 16 = 160,恰好達到160倍,滿足條件。實際劑量率降低效果 = 160/B = 160/2 = 80,即降為1/80,完全符合要求。
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完整詳解
Pro · 無限重點 增建因數B=2時,實際需衰減倍數=80/2=40,用TVL(10倍)+HVL組合湊出40倍衰減,1 TVL + 4 HVL = 10×16 = 160 ≥ 40,需找最精確組合。
需衰減倍數 = 目標倍數 ÷ 增建因數 = 80 ÷ 2 = 40。1 TVL衰減10倍,剩需40/10=4倍,4 HVL=2⁴=16倍 ≥ 4倍,故選1 TVL + 4 HVL(C)。
逐選項分析
A✕
1 TVL + 2 HVL的衰減倍數 = 10 × 2² = 10 × 4 = 40。乍看剛好等於40,但忽略了增建因數B=2的影響,應將B放回公式:實際防護效果 = 40 / B = 40/2 = 20,並不足以降至1/80。故不符要求。
B✕
1 TVL + 3 HVL = 10 × 2³ = 10 × 8 = 80。雖然80/B=80/2=40,似乎達到1/80目標,但此題的正確計算方式是:屏蔽材料需提供的衰減倍數 = 目標倍數 × B = 80 × 2 = 160,因此需要衰減達160倍以上的組合才正確。
C✓ 正確
考慮增建因數B=2,屏蔽設計需滿足:衰減倍數 ≥ 目標倍數 × B = 80 × 2 = 160。1 TVL + 4 HVL = 10 × 2⁴ = 10 × 16 = 160,恰好達到160倍,滿足條件。實際劑量率降低效果 = 160/B = 160/2 = 80,即降為1/80,完全符合要求。
D✕ 陷阱
4 HVL = 2⁴ = 16倍衰減,遠不足80倍目標,即使不考慮增建因數也明顯不夠。此選項是陷阱,可能讓考生誤以為4 HVL等同於1 TVL + 1 HVL(不正確)或忘記TVL的作用。4 HVL < 1 TVL(10倍),差距懸殊。
半值層 (HVL) 與什一值層 (TVL) 衰減倍數對照
| 組合 | 計算式 | 衰減倍數 | 是否 ≥ 160(本題需求) |
|---|
| 1 TVL + 2 HVL | 10 × 2² | 40 | ❌ 不足 |
| 1 TVL + 3 HVL | 10 × 2³ | 80 | ❌ 不足 |
| 1 TVL + 4 HVL | 10 × 2⁴ | 160 | ✅ 恰好足夠 |
| 4 HVL | 2⁴ | 16 | ❌ 嚴重不足 |
最常見錯誤是不把增建因數乘進去,直接以目標倍數80去找HVL/TVL組合,誤選B(1 TVL + 3 HVL = 80倍)。正確邏輯是:因為有增建因數B=2存在,屏蔽材料本身必須多做B倍的工作,所以實際需要的衰減倍數是 80×2=160,才能在有散射加成的情況下實際降至1/80。