專技高考-醫事放射師放射線器材學(包括磁振學與超音波學)114 年第 49 題單選題
下圖為簡化的TLD(thermoluminescent dosimeter)原理,圖中的甲、乙、丙、丁分別為:
A甲:conduction band,乙:valence band,丙:electron trap,丁:Compton photon
B甲:valence band,乙:conduction band,丙:electron trap,丁:TL photon正確答案
C甲:electron band,乙:valence band,丙:conduction band,丁:scatter photon
D甲:valence band,乙:electron band,丙:electron trap,丁:TL photon
B正確答案
TLD能帶圖:甲(低能帶)=valence band、乙(高能帶)=conduction band、丙(中間陷阱)=electron trap、丁(加熱後發出光子)=TL photon,答案B。
為什麼答案是 B
圖左(Irradiation):ionizing radiation射入,電子從甲(valence band,下方橫紋帶)激發至乙(conduction band,上方灰帶),途中被丙(electron trap,中間位置小點)捕獲。圖右(Heating):加熱後電子從trap釋放,落回valence band並發出丁(TL photon,波浪箭頭向右射出)。完全符合TLD物理機制。
載入中…
完整詳解
Pro · 無限重點 TLD能帶圖:甲(低能帶)=valence band、乙(高能帶)=conduction band、丙(中間陷阱)=electron trap、丁(加熱後發出光子)=TL photon,答案B。
記住能帶位置:圖中縱軸ENERGY由下到上,甲在下方(低能)=valence band,乙在上方(高能)=conduction band;丙在中間捕獲電子=electron trap;加熱後釋放的光=TL photon。
逐選項分析
A✕ 陷阱
將甲乙對調:圖中甲位於能量軸下方應為valence band,乙位於上方應為conduction band,A選項將兩者顛倒。另外丁為TLD加熱後發出的熱螢光光子,非Compton photon。
B✓ 正確
圖左(Irradiation):ionizing radiation射入,電子從甲(valence band,下方橫紋帶)激發至乙(conduction band,上方灰帶),途中被丙(electron trap,中間位置小點)捕獲。圖右(Heating):加熱後電子從trap釋放,落回valence band並發出丁(TL photon,波浪箭頭向右射出)。完全符合TLD物理機制。
C✕
甲不存在「electron band」此術語,且丙位於能帶中間位置為electron trap而非conduction band;丁為TL photon非scatter photon。選項用詞及位置均錯誤。
D✕ 陷阱
乙標示為「electron band」並不是標準能帶術語,正確應為conduction band;其餘甲=valence band、丙=electron trap、丁=TL photon均正確,但乙的錯誤術語使整題答案不正確。
TLD能帶結構對照表
| 圖中標記 | 正確名稱 | 位置(能量軸) | 說明 |
|---|
| 甲 | Valence band | 下方(低能) | 電子原始所在帶,受輻射後電子被激發離開 |
| 乙 | Conduction band | 上方(高能) | 電子被激發後短暫進入的高能帶 |
| 丙 | Electron trap | 中間(禁帶內) | 捕獲激發電子,儲存輻射劑量資訊 |
| 丁 | TL photon | 加熱後射出 | 加熱使電子從trap釋放落回valence band時發出的熱螢光 |
本題最大陷阱有兩處:①A選項將甲乙對調(conduction↔valence),考生若不熟悉能量軸方向易誤選;②D選項將乙改成「electron band」(非標準術語),其他三個標記都正確,非常容易讓考生誤以為D也對。必須記住:energy軸由下到上,valence band在下、conduction band在上。