114年:醫物幅安(2)

已知距離一個⁶⁰Co點射源4米處的輻射劑量率為25 mSv/h,欲設置一鉛屏蔽使距離2米處之劑量率降至1 mSv/h,假設其半值層約為1.5 cm,則約需使用多厚的鉛屏蔽(cm)?

A1.5
B3.0
C6.6
D9.9

詳細解析

本題觀念:

本題測驗游離輻射防護中的兩個核心基礎概念:

  1. 距離平方反比定律 (Inverse Square Law):對於點射源而言,輻射強度(或劑量率)與距離的平方成反比。公式表示為 I1⋅d12=I2⋅d22I_1 \cdot d_1^2 = I_2 \cdot d_2^2。
  2. 半值層 (Half-Value Layer, HVL):指能使特定射束的輻射強度衰減至原值一半所需的屏蔽物厚度。穿透屏蔽後的輻射強度公式為 I=I0⋅(1/2)nI = I_0 \cdot (1/2)^n,其中 nn 為半值層的數目(即 n=屏蔽厚度/HVLn = \text{屏蔽厚度} / \text{HVL})。

選項分析

第一步:利用「距離平方反比定律」,先求出在距離射源 2 米處,未加屏蔽前的輻射劑量率。

  • 已知:在距離 d1=4d_1 = 4 米處,劑量率 I1=25 mSv/hI_1 = 25 \text{ mSv/h}。
  • 欲求:在距離 d2=2d_2 = 2 米處的劑量率 I2I_2。
  • 計算:25×42=I2×22⇒25×16=I2×4⇒I2=100 mSv/h25 \times 4^2 = I_2 \times 2^2 \Rightarrow 25 \times 16 = I_2 \times 4 \Rightarrow I_2 = 100 \text{ mSv/h}。 因此,距離 2 米處未屏蔽的劑量率為 100 mSv/h。

第二步:利用「半值層公式」,計算需要幾個

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