下圖中在入射光子能量介於0.1至1 MeV的區間內,鉛及水的mass attenuation coefficient(µ/ρ)的差異隨著能量增加而愈小,下列何者最有可能是主因?

A入射光子與內層電子作用,µ/ρ與原子序關係不大
B入射光子與原子核作用,µ/ρ與原子序成正比
C入射光子與物質作用方式為成對發生,µ/ρ與原子序成反比
D入射光子與外層電子作用,µ/ρ與原子序關係不大正確答案
答案與詳解

0.1–1 MeV主要作用為康普頓散射,光子與外層(自由)電子作用。康普頓µ/ρ∝Z/A,幾乎所有元素Z/A≈0.5,因此鉛(Z=82,A=207,Z/A≈0.40)與水(Z/A≈0.55)僅有小差異,圖中兩曲線在此區間明顯靠攏完全吻合此機制。
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