專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全111 年第 49 題單選題
熱發光劑量計製造時,須添加不同的活化劑如Mg、Ti、Mn、Dy等元素,其目的為何?
A降低劑量計的角度依存性
B增加劑量計的有效原子序
C產生介穩態能階正確答案
D降低其靈敏度
C正確答案
TLD 加入活化劑(雜質)是為了在能隙中產生陷阱(介穩態能階),捕捉電子以儲存輻射能量。
為什麼答案是 C
正解。Mg、Ti、Mn、Dy等雜質在晶體能隙中形成電子/電洞陷阱,即介穩態能階。輻射激發的電子被捕陷儲存,加熱後釋放並發光,達成劑量量測。
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完整詳解
Pro · 無限重點 TLD 加入活化劑(雜質)是為了在能隙中產生陷阱(介穩態能階),捕捉電子以儲存輻射能量。
看到「活化劑」「劑量儲存」就想到陷阱能階(trap)=介穩態能階,選C。
逐選項分析
A✕
角度依存性與劑量計的幾何形狀、封裝設計有關,並非靠添加活化劑改善,與熱發光機制無直接關聯。
B✕ 陷阱
有效原子序由主晶體材料(如LiF約8.2,接近組織)決定,添加微量活化劑不是為了改變有效原子序,反而希望維持近組織等效。
C✓ 正確
正解。Mg、Ti、Mn、Dy等雜質在晶體能隙中形成電子/電洞陷阱,即介穩態能階。輻射激發的電子被捕陷儲存,加熱後釋放並發光,達成劑量量測。
D✕
添加活化劑是為了「增加」靈敏度與儲存能力,而非降低靈敏度,敘述方向顛倒。
常見 TLD 材料與活化劑
| 材料 | 活化劑 | 有效原子序 | 特性 |
|---|
| LiF | Mg, Ti (TLD-100) | 約8.2 | 近組織等效,最常用 |
| LiF | Mg, Cu, P | 約8.2 | 高靈敏度 |
| CaF₂ | Mn / Dy | 約16.3 | 高靈敏度,非組織等效 |
| CaSO₄ | Dy / Tm | 約15.3 | 高靈敏度環境偵測 |
考生易把活化劑誤認為改變有效原子序(B)或降低靈敏度(D)。重點是:活化劑=雜質=在能隙產生陷阱(介穩態能階),用以捕捉並儲存電子能量,最終加熱發光,故為C。