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)105 年第 50 題單選題
下列磷光劑(phosphors)中何者對光子輻射的偵測效率最佳?
ALiF
BLi2B4O7:Mn
CCaF2:Mn
DCaSO4:Mn正確答案
D正確答案
熱發光劑量計(TLD)中,CaSO4:Mn 因有效原子序高、感度極高,對光子輻射偵測效率最佳。
為什麼答案是 D
CaSO4:Mn(硫酸鈣)Zeff≈15.3,感度為 LiF 的 30-70 倍,是所有常見 TLD 中對光子偵測效率最高者,特別適合低劑量環境偵測。缺點是衰退(fading)較快。
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完整詳解
Pro · 無限重點 熱發光劑量計(TLD)中,CaSO4:Mn 因有效原子序高、感度極高,對光子輻射偵測效率最佳。
比有效原子序(Zeff):Zeff 越高 → 光電效應越強 → 對光子敏感度越高。CaSO4:Mn 的 Zeff 最高,且相對感度為 LiF 的數十倍。
逐選項分析
A✕ 陷阱
LiF(含 LiF:Mg,Ti,即 TLD-100)Zeff≈8.2,與人體組織相近,是「組織等效」最佳的劑量計,但感度較低。常被誤選因為它最有名,但「組織等效」≠「偵測效率最佳」。
B✕
Li2B4O7:Mn(硼酸鋰)Zeff≈7.4,更接近組織等效,主要用於混合輻射場(中子+光子)的偵測,但對純光子的感度低於 CaSO4:Mn。
C✕ 陷阱
CaF2:Mn 的 Zeff≈16.3,感度比 LiF 高約 3-10 倍,對低能光子有過度反應。但與 CaSO4:Mn 相比,後者感度更高(約為 LiF 的 30-70 倍),因此 D 才是最佳。
D✓ 正確
CaSO4:Mn(硫酸鈣)Zeff≈15.3,感度為 LiF 的 30-70 倍,是所有常見 TLD 中對光子偵測效率最高者,特別適合低劑量環境偵測。缺點是衰退(fading)較快。
常見 TLD 磷光劑特性比較
| 磷光劑 | Zeff | 相對感度(LiF=1) | 用途特色 |
|---|
| LiF:Mg,Ti | 8.2 | 1 | 組織等效,個人劑量 |
| Li2B4O7:Mn | 7.4 | 0.3-1 | 中子+光子混合場 |
| CaF2:Mn | 16.3 | 3-10 | 環境偵測 |
| CaSO4:Mn | 15.3 | 30-70 | 低劑量、高感度偵測 |
題目問「偵測效率最佳」(=感度高),不是問「組織等效最佳」。考生常反射性選 LiF(因為最常見、最有名),但 LiF 是「準確性高、組織等效」,而非「感度最高」。要選 Zeff 最高且感度最強的 CaSO4:Mn。