專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全111 年第 40 題單選題
對於6 MeV的光子射束及9 MeV的電子射束而言,在水下深度2.5公分處的射束平均能量(MeV),下列何者正確?
A光子=5.2,電子=9.0
B光子=6.0,電子=4.1正確答案
C光子=4.5,電子=6.0
D光子=4.1,電子=5.2
B正確答案
9 MeV電子束在2.5cm水深處的平均能量用Harder公式 Ez≈E0(1−z/Rp) 估算,Rp≈4.5cm,得約4.0~4.1 MeV;6 MeV光子束在水中的平均能量約為標稱值的1/3~1/2(約2~3 MeV),四選項中唯有B的電子值(4.1)正確,故選B。
為什麼答案是 B
電子束平均能量隨深度遞減,用Harder關係式 Ez≈E0(1−z/Rp),9 MeV電子在水中實用射程Rp≈4.5cm,故 Ez≈9×(1−2.5/4.5)≈4.0~4.1 MeV,與選項4.1相符。光子值6.0雖非平均能量的精確物理量,但在四選項中只有此選項的電子值正確,綜合判斷為唯一正解。
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完整詳解
Pro · 無限重點 9 MeV電子束在2.5cm水深處的平均能量用Harder公式 Ez≈E0(1−z/Rp) 估算,Rp≈4.5cm,得約4.0~4.1 MeV;6 MeV光子束在水中的平均能量約為標稱值的1/3~1/2(約2~3 MeV),四選項中唯有B的電子值(4.1)正確,故選B。
鎖定電子束:Harder公式 Ez=E0(1−z/Rp)=9×(1−2.5/4.5)≈4.0~4.1 MeV。四選項只有B的電子=4.1相符,直接選B。
逐選項分析
A✕ 陷阱
電子=9.0是電子束表面(z=0)的初始能量,未考慮在水下2.5cm的能量衰減。電子束進入介質後平均能量隨深度持續下降,到2.5cm深處不可能維持9 MeV,故錯誤。
B✓ 正確
電子束平均能量隨深度遞減,用Harder關係式 Ez≈E0(1−z/Rp),9 MeV電子在水中實用射程Rp≈4.5cm,故 Ez≈9×(1−2.5/4.5)≈4.0~4.1 MeV,與選項4.1相符。光子值6.0雖非平均能量的精確物理量,但在四選項中只有此選項的電子值正確,綜合判斷為唯一正解。
C✕
電子=6.0偏高:9 MeV電子在2.5cm深處依Harder公式應約4 MeV,不可能高達6 MeV,故錯誤。
D✕ 陷阱
數值對調陷阱:把正確的電子值4.1放到光子位置,並將偏高的5.2放到電子位置。電子=5.2仍高於Harder公式計算結果(約4.0~4.1),且位置錯置,故錯誤。
9 MeV電子束 Harder公式深度能量估算
| 項目 | 數值/說明 |
|---|
| 初始能量 E0 | 9 MeV (表面) |
| 實用射程 Rp | 約 4.5 cm (水) |
| 公式 | Ez ≈ E0(1 − z/Rp) |
| 代入 z=2.5cm | 9×(1−2.5/4.5)≈4.0~4.1 MeV |
| 對應正解 | 電子≈4.1 MeV |
電子束9 MeV是表面初始能量,進入水中後隨深度衰減(Harder公式)。考生易誤以為2.5cm深處仍維持9 MeV(選項A),或被光子/電子數值對調誘導(選項D)。解題重點:用Harder公式算出電子在2.5cm處約4.0~4.1 MeV,即可鎖定唯一正解B,不需依賴光子值的物理推導。