專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全108 年第 72 題單選題
已知距離活度1 Ci的137Cs點射源1公尺之外的曝露率為0.33 R/h。若希望在距離此射源5公尺之外的曝露率不超過0.05 mR/h,則須加上至少多少公分厚度的混凝土,以達到輻射防護的效果?(假設混凝土對此射源的半值層為4.8公分,且保守的增建因數=1.2)
A正確答案
用平方反比先算5m處曝露率,再用半值層公式算出需衰減倍數,乘上增建因數後求屏蔽厚度。
為什麼答案是 A
5m處未屏蔽曝露率=330 mR/h ÷ 25 = 13.2 mR/h。需衰減至0.05 mR/h,含BF=1.2則須衰減 13.2×1.2/0.05 = 316.8 倍。n = log₂(316.8) ≈ 8.31 個HVL,厚度 = 8.31×4.8 ≈ 39.9 ≈ 40 cm。
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完整詳解
Pro · 無限重點 用平方反比先算5m處曝露率,再用半值層公式算出需衰減倍數,乘上增建因數後求屏蔽厚度。
步驟:①平方反比降為1/25 ②除目標得衰減倍數 ③乘BF=1.2 ④log2換算HVL數 ⑤×4.8cm
逐選項分析
A✓ 正確
5m處未屏蔽曝露率=330 mR/h ÷ 25 = 13.2 mR/h。需衰減至0.05 mR/h,含BF=1.2則須衰減 13.2×1.2/0.05 = 316.8 倍。n = log₂(316.8) ≈ 8.31 個HVL,厚度 = 8.31×4.8 ≈ 39.9 ≈ 40 cm。
B✕ 陷阱
46 cm 約對應 9.6 個 HVL,可能是忘了平方反比、或多算一層HVL所致。本題距離由1m→5m已使曝露率降為1/25,必須先扣掉這個因素。
C✕ 陷阱
53 cm 約 11 個 HVL,可能誤把 BF 當作要再多衰減的倍數而重複計算,或單位 R/mR 換算誤差導致過度屏蔽。
D✕
58 cm 約 12 個HVL,明顯過厚。若忽略距離衰減直接從330 mR/h算到0.05 mR/h(×1.2)≈ 7920倍 ≈ 12.95 HVL ≈ 62 cm,屬於忽略距離防護的錯誤。
輻射屏蔽三大防護要素
| 要素 | 原理 | 本題運用 | 公式 |
|---|
| 時間 | 曝露時間越短劑量越低 | 未使用 | D = Ḋ × t |
| 距離 | 平方反比定律 | 1m→5m降為1/25 | I₂ = I₁(r₁/r₂)² |
| 屏蔽 | 半值層衰減 | 混凝土HVL=4.8cm | I = I₀×BF×(1/2)ⁿ |
最容易忽略「距離防護」這一步!題目給1m處曝露率,但目標是5m處不超標,必須先用平方反比降為1/25,再算屏蔽。若直接從330 mR/h算到0.05 mR/h,會多算約4.6個HVL(log₂25≈4.64),厚度會多出約22 cm。