專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全104 年第 1 題單選題
特性輻射、制動輻射、32P蛻變釋出的β-粒子、60Co蛻變釋出的γ光子,試問此四種的能量,屬於「連續」者有幾種?
B正確答案
制動輻射與β衰變的β粒子能量為連續光譜,特性輻射與γ光子為單能線光譜,故連續者有 2 種。
為什麼答案是 B
正解。制動輻射(電子減速能量隨機)+ β⁻ 粒子(與反微中子共享衰變能)兩者皆為連續能譜。特性輻射來自原子能階差為固定值;γ 光子來自核能階躍遷亦為固定值。
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完整詳解
Pro · 無限重點 制動輻射與β衰變的β粒子能量為連續光譜,特性輻射與γ光子為單能線光譜,故連續者有 2 種。
口訣:「制動連續、β連續;特性單能、γ單能」。涉及第三者(電子或反微中子)共享能量者就是連續。
逐選項分析
A✕
若只算 1 種,可能漏掉制動輻射或 β 粒子。制動輻射因電子減速時釋放能量大小取決於減速程度,能量為連續分布。
B✓ 正確
正解。制動輻射(電子減速能量隨機)+ β⁻ 粒子(與反微中子共享衰變能)兩者皆為連續能譜。特性輻射來自原子能階差為固定值;γ 光子來自核能階躍遷亦為固定值。
C✕ 陷阱
誤把特性輻射或 γ 光子當成連續譜。兩者皆來自固定能階差(電子殼層 / 核能階),釋放單能光子,屬於「線光譜」非連續。
D✕
四種全當連續是錯誤理解。原子或核能階躍遷產生的輻射(特性輻射、γ 射線)皆為離散能量。
四種輻射能譜分類
| 輻射種類 | 來源 | 能譜型態 | 原因 |
|---|
| 特性輻射 | 電子殼層躍遷填補空缺 | 線光譜(單能) | 殼層能階差固定 |
| 制動輻射 | 高速電子被原子核減速 | 連續光譜 | 減速程度隨機,能量 0~最大 |
| β⁻ 粒子(³²P) | 中子→質子+e⁻+反微中子 | 連續光譜 | 與反微中子共享衰變能 |
| γ 光子(⁶⁰Co) | 核激發態能階躍遷 | 線光譜(單能) | 核能階差固定 |
最容易把 β 粒子當單能(誤以為衰變能固定就釋放固定動能),其實 β 衰變伴隨反微中子,兩者共享衰變能,故 β 粒子能量為 0 到 E_max 連續分布。這也是發現微中子的關鍵實驗線索。