114年:醫物幅安(2)
若欲度量快中子劑量,則須於游離腔內塗上含有何種元素的物質?
A碳
B氫
C氧
D氮
詳細解析
本題觀念:
中子屬於不帶電粒子,無法直接使物質發生游離,必須藉由與物質發生交互作用(如彈性散射、非彈性散射或核反應)產生二次帶電粒子後,才能進行偵測與劑量度量。對於「快中子(fast neutron)」,其主要的交互作用機制為「彈性散射(elastic scattering)」。根據運動學中的碰撞原理,當中子與質量相近的靶核發生彈性散射時,能轉移最多的能量並產生高能的游離粒子。
選項分析
(A) 碳 (Carbon):碳原子核的質量大約是中子的 12 倍,快中子與其發生彈性散射時,能量轉移效率較低。在臨床或輻射防護度量中,碳石墨游離腔(carbon graphite ion chamber)反而常被用來在「光子/中子混合場」中單獨度量光子劑量,正是因為它對快中子極不敏感。故此選項錯誤。
(B) 氫 (Hydrogen):氫原子核(質子)的質量與中子幾乎完全相等。當快中子與氫原子發生彈性散射時,可以轉移最大比例的能量,將氫原子核撞出形成「反跳質子(recoil proton)」。反跳質子屬於高直線能量轉移(LET)的重帶電粒子,能在游離腔內造成密集的游離事件以供度量。因此,度量快中子劑量的游離腔,必須使用含氫豐富的材質。故此選項正確。
(C) 氧 (Oxygen):氧原子核的質量約為中子的 16 倍,彈性散射的能量轉移效率低。雖然氧廣泛存
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