專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全112 年第 12 題單選題
測量高能γ-ray時,高純度鍺偵檢器(HPGe)和矽(鋰)偵檢器的工作溫度下列何者正確?
A兩者都可在室溫下工作
B兩者都應在液態氮溫度下工作
CHPGe可在室溫下工作,矽(鋰)偵檢器應在液態氮溫度下工作
DHPGe應在液態氮溫度下工作,矽(鋰)偵檢器可在室溫下工作正確答案
D正確答案
HPGe使用時需液態氮冷卻;Si(Li)使用時可在室溫,但儲存仍需冷卻保護鋰漂移層。
為什麼答案是 D
正確。HPGe偵測γ射線時需液態氮冷卻以抑制熱雜訊;Si(Li)偵檢器使用時可在室溫,但儲存須冷卻避免鋰原子漂移擴散破壞p-i-n結構。
載入中…
完整詳解
Pro · 無限重點 HPGe使用時需液態氮冷卻;Si(Li)使用時可在室溫,但儲存仍需冷卻保護鋰漂移層。
記「HPGe量γ需冷卻、Si(Li)量X射線可室溫用但要保存好」即選D。
逐選項分析
A✕
HPGe在使用時必須以液態氮(約77K)冷卻,以降低熱激發產生的漏電流與雜訊,無法在室溫下測量高能γ射線,故兩者都室溫工作為錯。
B✕ 陷阱
陷阱選項。雖然兩者都涉及冷卻,但Si(Li)偵檢器在使用時可於室溫操作(僅儲存時需冷卻避免鋰擴散),並非都必須在液態氮溫度工作。
C✕
敘述完全顛倒。實際上是HPGe必須冷卻、Si(Li)可室溫使用,本選項恰好相反,屬概念顛倒型錯誤。
D✓ 正確
正確。HPGe偵測γ射線時需液態氮冷卻以抑制熱雜訊;Si(Li)偵檢器使用時可在室溫,但儲存須冷卻避免鋰原子漂移擴散破壞p-i-n結構。
半導體偵檢器工作溫度比較
| 偵檢器 | 使用溫度 | 儲存溫度 | 主要用途 |
|---|
| HPGe (高純度鍺) | 液態氮冷卻 | 可室溫 | 高能γ射線能譜 |
| Si(Li) (矽鋰) | 可室溫 | 需冷卻 | 低能X射線 |
本題核心在區分「使用溫度」與「儲存溫度」。HPGe使用時需冷卻、儲存可室溫;Si(Li)使用可室溫、但儲存須冷卻。選項C正好把兩者顛倒,B則誇大Si(Li)的冷卻需求,需仔細辨別。