113年:醫物幅安(2)

於距離11C(半化期20分鐘)之點射源0.5公尺處測得劑量率16 mSv/h,則經1小時後距離該點射源1公尺處之劑量率為多少mSv/h?

A0.15
B0.25
C0.50
D0.75

詳細解析

本題觀念:

本題融合了輻射防護與游離輻射基礎物理的兩大核心定律:放射性同位素衰變定律 (Radioactive Decay Law) 以及 距離平方反比定律 (Inverse Square Law)。醫事放射師在臨床上面對游離輻射時,必須熟練運用「時間、距離、屏蔽」三大防護原則,而此題即是考驗對「時間」與「距離」影響輻射劑量率的定量計算能力。

選項分析

要得出正確答案,必須分兩個步驟進行計算:先計算「時間衰減」,再計算「距離改變」對劑量率的影響。

步驟一:計算經過1小時後的時間衰減

  • 放射性同位素:碳-11 (11C^{11}\text{C})
  • 半衰期 (T1/2T_{1/2}):20分鐘
  • 經過時間 (tt):1小時 = 60分鐘
  • 初始劑量率 (D0D_0):16 mSv/h (於 0.5 公尺處)

經過的時間為 60 分鐘,相當於 n=60/20=3n = 60 / 20 = 3 個半衰期。 根據衰變公式 D(t)=D0×(1/2)nD(t) = D_0 \times (1/2)^n: 經過 1 小時後,在原距離 (0.5 公尺) 處的劑量率為: 16 mSv/h×(1/2)3=16×(1/8)=2 mSv/h16 \text{ mSv/h} \times (1/2)^3 = 16 \times (1/8) = 2 \text{ mSv/h}

步驟二:計算距離改變為 1 公尺後的劑量率

  • 初始距離 ($d_1

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