113年:醫物幅安(2)

下圖為膠片劑量計對X射線的能量依存性,低能量X射線(<40 keV)計數效率降低的最佳解釋為何? 圖片

A劑量計外殼會屏蔽低能X射線
B低能X射線與膠片劑量計作用機率下降
C低能X射線不會發生成對產生
D低能X射線能量低於膠片劑量計K-edge

詳細解析

本題觀念:

本題探討「膠片劑量計(Film Dosimeter)」在游離輻射度量中的能量依存性(Energy dependence)。膠片劑量計的感光乳劑主要成分為溴化銀(Silver Bromide, AgBr),因銀(Z=47)與溴(Z=35)的有效原子序遠高於人體軟組織(Z_eff ~ 7.4),其在低能光子區間深受光電效應(Photoelectric effect)影響,導致對不同能量光子的靈敏度差異極大。

影像分析:

  • 影像為膠片劑量計的「相對靈敏度(Relative sensitivity)」與「有效能量(Effective energy, keV)」之關係曲線圖。
  • 觀察圖形,曲線在約 30~40 keV 處達到最高峰,這反映了溴化銀在此區間因光電效應而有極高的輻射吸收率。
  • 當能量高於 100 keV 進入康普頓效應(Compton scattering)主導的區間時,相對靈敏度趨於平緩穩定。
  • 在能量小於 40 keV 的低能量區,相對靈敏度出現急遽下降。本題即是要探討這一段曲線急降背後的物理與實務原因。

選項分析

  • (A) 劑量計外殼會屏蔽低能X射線 正確。在實務設計上,膠片劑量計外部必須有不透光的包裝紙(wrapper)以及用來固定並容納濾片(filters)的塑膠外殼。極低能量的 X射線(尤其

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