專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全111 年第 58 題單選題
某人操作一個 $^{137}\mathrm{Cs}$ 射源,若將工作時間增加一倍,工作距離減少為原來的四分之一,再使用三個半值層(HVL)的鉛板衰減,則曝露量變為原來的幾倍?
C正確答案
輻射防護三要素:時間×2、距離平方反比(1/4變16倍)、3個HVL衰減(1/8),相乘=2×16×1/8=4倍。
為什麼答案是 C
時間×2;距離變1/4,依平方反比曝露率變(4)²=16倍;3個HVL衰減為(1/2)³=1/8。總和=2×16×(1/8)=4倍,正確。
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完整詳解
Pro · 無限重點 輻射防護三要素:時間×2、距離平方反比(1/4變16倍)、3個HVL衰減(1/8),相乘=2×16×1/8=4倍。
時間倍數×(距離比)⁻²×(1/2)^HVL數 = 2 × (1/4)⁻² × (1/2)³ = 2×16×0.125 = 4。
逐選項分析
A✕ 陷阱
1/2 無法由本題三因子相乘得到。時間增加一倍應使曝露量×2,不會因此變為 1/2;若把距離減為1/4誤用成線性反比,也會把應有的×16錯成×4。正確計算為2×16×1/8=4。
B✕ 陷阱
若忽略距離平方而只用線性反比,會把距離效應算成×4;但完整計入時間與屏蔽後為2×4×1/8=1,仍不是2。選項2只能來自漏計距離、屏蔽或只看到時間×2等誤算,故不正確。
C✓ 正確
時間×2;距離變1/4,依平方反比曝露率變(4)²=16倍;3個HVL衰減為(1/2)³=1/8。總和=2×16×(1/8)=4倍,正確。
D✕
8 為HVL或某因子計算錯誤所致,例如把1/8誤算或距離平方算成32倍。完整三因子相乘應為4,非8。
輻射防護三要素對曝露量的影響
| 要素 | 本題變化 | 效應公式 | 倍數 |
|---|
| 時間 | 增加一倍 | 正比 | ×2 |
| 距離 | 減為1/4 | 平方反比 (1/d²) | ×16 |
| 屏蔽 | 3個HVL | (1/2)ⁿ | ×1/8 |
| 總計 | — | 2×16×1/8 | ×4 |
最大陷阱是距離效應。曝露率與距離成『平方反比』而非單純反比,距離減為1/4時曝露增加的是4²=16倍,不是4倍。考生若漏掉平方,會得到錯誤答案2,這是本題設計的主要誘答點。