113年:醫物幅安(2)

從游離輻射的基本性質考量輻射屏蔽的設計,下列敘述何者正確?

Aα粒子的屏蔽宜使用含氦較多之物質
Bβ-粒子的屏蔽宜先使用低原子序之物質,再使用高原子序之物質
Cγ射線的屏蔽宜使用較低密度之物質
D中子的屏蔽宜先使用高原子序之物質,再使用低原子序之物質

詳細解析

本題觀念:

本題考查游離輻射防護與屏蔽設計的基本原則。不同種類的游離輻射(α粒子、β粒子、γ射線、中子)與物質的作用機制截然不同,因此在選擇屏蔽材料的材質(原子序、密度)與排列順序時,必須針對各輻射的物理特性進行設計,以達到最佳防護效果並避免二次輻射(Secondary radiation)的危害。

選項分析

A. α粒子的屏蔽宜使用含氦較多之物質 錯誤。α粒子本質上是帶有兩個正電荷的氦原子核(He²⁺)。因為其質量大且電荷高,在物質中的游離能力極強,但穿透力極弱。一般只需一張紙或人體的表皮(死細胞層)即可完全將其阻擋,屏蔽設計上完全不需要特別尋找「含氦較多」的物質。

B. β-粒子的屏蔽宜先使用低原子序之物質,再使用高原子序之物質 正確。β粒子(高速電子)在物質中急遽減速時,會產生制動輻射(Bremsstrahlung),即具穿透力的 X 射線。制動輻射的產率與吸收物質的原子序(Z)成正比。若直接使用高原子序物質(如鉛)來屏蔽 β 粒子,會誘發大量的高能 X 射線,反而增加全身暴露的風險。因此,正確的屏蔽策略是:先使用低原子序物質(如壓克力、塑膠、鋁)將 β 粒子擋下,減少制動輻射的產生;若有需要,外層再包覆高原子序物質(如鉛),用以吸收過程中產生微量的制動輻射。

**C. γ射線的屏蔽宜使用較低密度

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