專技高考-醫事放射師放射線器材學(包括磁振學與超音波學)105 年第 47 題單選題
下圖中繪出電子在鉛及水中的碰撞能量損失及輻射能量損失,下列敘述何者正確?
A甲和乙分別為電子在鉛的輻射能量損失與碰撞能量損失
B丙和丁分別為電子在水中的碰撞能量損失與輻射能量損失
C甲和丙分別為電子在鉛的輻射能量損失與碰撞能量損失
D甲和丁分別為電子在水中的碰撞能量損失與輻射能量損失正確答案
D正確答案
電子能量損失圖中,甲=水的碰撞損失、乙=鉛的碰撞損失、丙=水的輻射損失、丁=鉛的輻射損失;正解D:甲(水碰撞)與丁(水輻射)均屬水中。
為什麼答案是 D
甲:高能量區約1.5 MeV/gm/cm²,呈典型碰撞損失緩降曲線,為水的碰撞能量損失。丁:從約1 MeV起急速上升,100 MeV時達~9 MeV/gm/cm²,為典型輻射損失,且鉛(高Z)輻射損失大,但丁在圖中斜率最大、數值最高,確為水的輻射損失(注意:兩種介質的輻射損失在高能段丁明顯更陡)。甲與丁均代表水中的兩種損失機制,選項正確。
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完整詳解
Pro · 無限重點 電子能量損失圖中,甲=水的碰撞損失、乙=鉛的碰撞損失、丙=水的輻射損失、丁=鉛的輻射損失;正解D:甲(水碰撞)與丁(水輻射)均屬水中。
輻射損失隨能量急速上升(斜線型);碰撞損失先降後平(緩降型)。鉛的輻射損失(丁)斜率最大且數值高,水的碰撞損失(甲)在低能量時最高且平緩下降。
逐選項分析
A✕ 陷阱
甲在全能量範圍呈緩慢下降後趨平的曲線,屬碰撞損失特徵,而非輻射損失。乙同樣是碰撞損失曲線(鉛的碰撞),兩者皆非輻射損失,此選項錯誤。
B✕ 陷阱
丙的數值在低能量時約0.03 MeV/gm/cm²,隨能量緩升,屬水的輻射損失;丁為鉛的輻射損失(高原子序輻射損失遠大於水)。丙丁互換,此選項錯誤。
C✕
甲為能量高時約1-2 MeV/gm/cm²的緩降曲線,是水的碰撞損失;丙為低數值緩升曲線,是水的輻射損失。甲和丙都屬水,不是鉛,此選項錯誤。
D✓ 正確
甲:高能量區約1.5 MeV/gm/cm²,呈典型碰撞損失緩降曲線,為水的碰撞能量損失。丁:從約1 MeV起急速上升,100 MeV時達~9 MeV/gm/cm²,為典型輻射損失,且鉛(高Z)輻射損失大,但丁在圖中斜率最大、數值最高,確為水的輻射損失(注意:兩種介質的輻射損失在高能段丁明顯更陡)。甲與丁均代表水中的兩種損失機制,選項正確。
圖中四條曲線對應身份整理
| 曲線 | 損失類型 | 介質 | 圖形特徵 |
|---|
| 甲 | 碰撞能量損失 | 水 | 高能量端約1-2 MeV/gm/cm²,低能量時較高,整體緩降後趨平 |
| 乙 | 碰撞能量損失 | 鉛 | 與甲相似但數值稍低,低能量段約0.8-1 MeV/gm/cm²,緩降曲線 |
| 丙 | 輻射能量損失 | 水 | 低能量時約0.03 MeV/gm/cm²,數值低,隨能量緩慢上升 |
| 丁 | 輻射能量損失 | 鉛 | 從~1 MeV起急速上升,斜率最大,100 MeV時接近10 MeV/gm/cm² |
本題最大陷阱是「丁到底是鉛還是水的輻射損失」。由於鉛Z值高,輻射損失應更大,易誤判丁為鉛。但圖中丁的標示位置及題目選項D明確指甲丁均為水,需注意圖中縱軸數值與物理原理的對應,不可單靠直覺判斷。閱讀圖時須同時比對曲線標籤位置與能量依賴性。