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）104 年第 68 題單選題
針對某核種所發射的光子而言，在相同的結構之下，使用下列何種材質，其準直效果最好？
A（密度：8.96 g/cm³）
B（密度：11.4 g/cm³）
C（密度：19.3 g/cm³）
D（密度：19.3 g/cm³）正確答案
D正確答案
準直器的阻擋效果取決於材質的線性衰減係數(μ)，而μ = 密度(ρ) × 質量衰減係數(μ/ρ)。在相同結構下，密度越高、原子序越大者，對光子的吸收能力越強。在密度相同時，原子序高者準直效果略勝；但在比較不同材質時須綜合考量μ值與工程特性。
為什麼答案是 D
金(Au，Z=79，ρ=19.3 g/cm³)兼具最高密度(與鎢並列)及四者中相對較高的原子序(僅次於鉛)。在相同密度條件下其原子序高於鎢，質量衰減係數略高，整體線性衰減係數為四者最大，相同結構下準直效果最佳，故為正解。
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完整詳解
Pro · 無限重點 準直器的阻擋效果取決於材質的線性衰減係數(μ)，而μ = 密度(ρ) × 質量衰減係數(μ/ρ)。在相同結構下，密度越高、原子序越大者，對光子的吸收能力越強。在密度相同時，原子序高者準直效果略勝；但在比較不同材質時須綜合考量μ值與工程特性。
本題比較銅、鉛、鎢、金四者。鎢(W)與金(Au)密度同為19.3 g/cm³，遠高於鉛(11.34)與銅(8.96)。金原子序(79)略高於鎢(74)，故在相同密度下金的整體線性衰減係數最高，準直效果最佳，選D。
逐選項分析
A✕
銅(Cu，Z=29，ρ=8.96 g/cm³)的原子序與密度皆為四者最低，質量衰減係數低且密度小，線性衰減係數最低，對光子吸收能力最差，不適合作準直器材質。
B✕ 陷阱
鉛(Pb，Z=82，ρ=11.34 g/cm³)原子序為四者最高，單就光電截面而言確有優勢，但因密度僅約11.34 g/cm³，遠低於金與鎢的19.3 g/cm³。線性衰減係數μ=ρ×(μ/ρ)，密度差距(約1.7倍)足以彌補並超越原子序帶來的質量衰減係數差異，故整體μ值低於金與鎢。臨床常用鉛是因成本低、易加工，而非衰減能力最強。
C✕ 陷阱
鎢(W，Z=74，ρ=19.3 g/cm³)密度與金相同，是極優良的準直器材質。但原子序(74)略小於金(79)，在相同密度下其光電吸收截面稍小，整體線性衰減係數略遜於金，故為次佳。
D✓ 正確
金(Au，Z=79，ρ=19.3 g/cm³)兼具最高密度(與鎢並列)及四者中相對較高的原子序(僅次於鉛)。在相同密度條件下其原子序高於鎢，質量衰減係數略高，整體線性衰減係數為四者最大，相同結構下準直效果最佳，故為正解。
各材質原子序、密度與準直效果比較
| 材質 | 原子序 (Z) | 密度 (g/cm³) | 綜合準直效果 |
|---|
| 銅 (Cu) | 29 | 8.96 | 最差(Z、ρ皆最低) |
| 鉛 (Pb) | 82 | 11.34 | 中等(Z最高但ρ偏低，臨床常用因成本低) |
| 鎢 (W) | 74 | 19.3 | 優良(ρ同金，Z略低) |
| 金 (Au) | 79 | 19.3 | 最佳(ρ最高且Z次高) |
線性衰減係數μ = 密度ρ × 質量衰減係數(μ/ρ)，後者隨原子序增加而上升。考生易因鉛原子序最高(82)而誤選B，但鉛密度(11.34 g/cm³)僅約金與鎢的六成，密度劣勢足以壓過原子序優勢，使整體μ值較低。當鎢與金密度相同時，才以原子序高低決勝負，故金優於鎢。判斷準直效果必須同時考量密度與原子序，而非單看其一。 
