113年:醫物幅安(2)

有一光子射束,能量為E,通量為Φ,μtr /ρ為質量能量轉移係數,μen/ρ為質量能量吸收係數,其碰撞克馬為何?

AΦ×(μen∕ρ)
BE×Φ×(μen∕ρ)
CΦ×(μtr∕ρ)
DE×Φ×(μtr∕ρ)

詳細解析

本題觀念:

本題測驗輻射劑量學 (Radiation Dosimetry) 中關於「克馬」(Kerma, Kinetic Energy Released per unit Mass) 的基本定義與分類,特別是「碰撞克馬」(Collision Kerma) 與能量通量、質量能量吸收係數之間的數學關係。

選項分析

在輻射劑量學中,計算克馬之前必須先釐清幾項基本物理量:

  • 題目給定的單一光子能量為 EE
  • 光子通量 (Fluence) 為 Φ\Phi,代表單位面積內的光子數。
  • 能量通量 (Energy fluence, Ψ\Psi) 代表單位面積內通過的總能量,因此可得 Ψ=E×Φ\Psi = E \times \Phi

克馬分為「總克馬」、「碰撞克馬」與「輻射克馬」:

  1. 總克馬 (Total Kerma, KK):光子在單位質量物質中轉移給二次帶電粒子的初始動能總和。公式為能量通量乘上質量能量轉移係數 (mass energy transfer coefficient):K=Ψ×(μtr/ρ)=E×Φ×(μtr/ρ)K = \Psi \times (\mu_{tr}/\rho) = E \times \Phi \times (\mu_{tr}/\rho)
  2. 碰撞克馬 (Collision Kerma, KcolK_{col}):帶電粒子後續在物質中透過游離與激發作用 (碰

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