專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全114 年第 57 題單選題
已知 120 kV的X-ray,其半值層為 0.25 mm Pb,今欲將曝露率從 32 mR/h降低至 0.5 mR/h,則需多少mm的Pb?
C正確答案
利用半值層公式計算,32 mR/h 降至 0.5 mR/h 需衰減為原來的 1/64,即經過 6 個半值層。總厚度為 6 × 0.25 mm = 1.5 mm。
為什麼答案是 C
1.5 mm 相當於 6 個半值層 (1.5 / 0.25 = 6)。經過 6 個半值層,曝露率會降為原來的 1/64 (2的6次方為64),即 32 × (1/64) = 0.5 mR/h,完全符合題目要求。
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完整詳解
Pro · 無限重點 利用半值層公式計算,32 mR/h 降至 0.5 mR/h 需衰減為原來的 1/64,即經過 6 個半值層。總厚度為 6 × 0.25 mm = 1.5 mm。
手指算減半次數:32→16→8→4→2→1→0.5,共折半 6 次。6 個 HVL × 0.25 mm = 1.5 mm,秒選 C!
逐選項分析
A✕
0.5 mm 相當於 2 個半值層 (0.5 / 0.25 = 2)。經過 2 個半值層,曝露率會降為原來的 1/4,即 32 × (1/4) = 8 mR/h,未達到目標。
B✕
1 mm 相當於 4 個半值層 (1 / 0.25 = 4)。經過 4 個半值層,曝露率會降為原來的 1/16,即 32 × (1/16) = 2 mR/h,未達到目標。
C✓ 正確
1.5 mm 相當於 6 個半值層 (1.5 / 0.25 = 6)。經過 6 個半值層,曝露率會降為原來的 1/64 (2的6次方為64),即 32 × (1/64) = 0.5 mR/h,完全符合題目要求。
D✕ 陷阱
2 mm 相當於 8 個半值層 (2 / 0.25 = 8)。經過 8 個半值層,曝露率會降為原來的 1/256,即 32 × (1/256) = 0.125 mR/h,過度屏蔽。
半值層 (HVL) 衰減對照表
| HVL 個數 (n) | 穿透率 (1/2)^n | 剩餘強度 (以本題 32 為例) |
|---|
| 1 | 1/2 (50%) | 16 mR/h |
| 2 | 1/4 (25%) | 8 mR/h |
| 3 | 1/8 (12.5%) | 4 mR/h |
| 4 | 1/16 (6.25%) | 2 mR/h |
| 5 | 1/32 (3.125%) | 1 mR/h |
| 6 | 1/64 (1.56%) | 0.5 mR/h |
半值層計算的核心是「從起始值除到目標值要經過幾個 ½」。從 32 mR/h 降到 0.5 mR/h,衰減倍數是 32÷0.5=64 倍,也就是 2 的 6 次方(2⁶=64)。每經過一個半值層劑量率減半,所以需要 6 個 HVL。考生最常錯在心算次方時跳步,例如算到 2⁵=32 就停下來,忘了還要再除一次才到 0.5。建議從起始值逐次除以 2 驗算:32→16→8→4→2→1→0.5,數出六步,再乘以單層厚度 0.25 mm 得到 1.5 mm。