專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全112 年第 54 題單選題
最適合量測光子能譜的固態偵檢器是:
Adiffused junction detectors
Bsurface barrier detectors
Cfully depleted detectors
DHPGe detectors正確答案
D正確答案
量測光子(γ射線)能譜首選高純鍺偵檢器(HPGe),能量解析度最佳,是γ能譜分析的黃金標準。
為什麼答案是 D
高純鍺偵檢器(HPGe)原子序高(Z=32)對光子吸收效率佳,且能量解析度極佳(可達keV等級),是γ射線/光子能譜分析的標準偵檢器,需液態氮冷卻以降低漏電流。
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完整詳解
Pro · 無限重點 量測光子(γ射線)能譜首選高純鍺偵檢器(HPGe),能量解析度最佳,是γ能譜分析的黃金標準。
看到「光子能譜+固態偵檢器」直接選 HPGe,這是γ能譜學的標配答案。
逐選項分析
A✕
擴散接面偵檢器(diffused junction)屬於早期矽半導體偵檢器,主要用於帶電粒子(如α、β)偵測,靈敏層較淺、對高能光子吸收效率低,不適合量測光子能譜。
B✕
表面阻障偵檢器(surface barrier)是矽製成的薄型偵檢器,常用於α粒子與重帶電粒子能譜量測。矽原子序低、偵檢厚度薄,對穿透力強的光子效率差,不適合光子能譜。
C✕ 陷阱
全空乏型(fully depleted)指偵檢器整體形成空乏層,是一種結構描述而非特定光子能譜首選。它仍多以矽為主,對高能光子的偵測效率與解析度不及鍺,故非最適選項。
D✓ 正確
高純鍺偵檢器(HPGe)原子序高(Z=32)對光子吸收效率佳,且能量解析度極佳(可達keV等級),是γ射線/光子能譜分析的標準偵檢器,需液態氮冷卻以降低漏電流。
固態偵檢器與適用射線對照
| 偵檢器 | 材料 | 主要用途 | 特點 |
|---|
| 擴散接面 | Si | 帶電粒子 | 靈敏層淺 |
| 表面阻障 | Si | α、重粒子能譜 | 薄型、易損 |
| 全空乏型 | Si | 帶電粒子 | 整體空乏 |
| HPGe | 高純Ge | 光子(γ)能譜 | 高Z、高解析度、需冷卻 |
A、B、C三者皆以矽(Si)為基礎、主要用於帶電粒子能譜;只有HPGe以高原子序的鍺製成,才適合穿透力強的光子能譜。考生易誤選「fully depleted」這種聽起來厲害的結構名詞。