一袖珍式劑量筆其體積為2 cm3、電容為5 pF，經輻射曝露後電位差由180 V降至160 V，曝露時間為0.5小時，試計算曝露率（mR/h）？（註：空氣密度 = 0.001293 g/cm3）

本題觀念：

本題測驗的核心在於「袖珍式劑量筆 (Pocket Dosimeter)」的基本原理與輻射度量計算。袖珍式劑量筆其內部結構相當於一個空氣游離腔（Air-filled ionization chamber）與一個電容器的結合。當游離輻射進入腔體並游離空氣分子時，會產生正負離子對；這些離子會被電極吸引並中和電容器上的部分電荷，導致兩極之間的電位差（電壓）下降。

我們可以透過測量電壓的變化量（$\Delta V$），計算出輻射在空氣中產生的總電荷量（$Q$），接著除以腔體內空氣的總質量（$m$），求得國際標準單位（SI unit）下的曝露量（C/kg），最後再換算為傳統常用的侖琴（Roentgen, R）並計算出曝露率（Exposure rate）。

選項分析

我們將計算過程拆解為四個主要步驟：

1. 求游離輻射產生的電荷量 ($Q$) 利用電容公式：$Q = C \times \Delta V$

• 已知電容 $C = 5 \text{ pF} = 5 \times 10^{-12} \text{ F}$
• 電壓變化 $\Delta V = 180 \text{ V} - 160 \text{ V} = 20 \text{ V}$
• 產生的電荷量 $Q = 5 \times 10^{-12} \text{ F} \times 20 \text

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