113年:放射器材(2)

若厚度為0.5 mm的鉛可將某X光衰減掉91%,則對同一射質的X光,厚度為0.25 mm的鉛將可衰減掉多少%?

A30
B60
C70
D80

詳細解析

本題觀念:

本題測試的核心觀念為 X 射線穿透物質時的指數衰減定律(Exponential Attenuation)。當單一能量或特定射質的 X 光射束穿透均勻物質時,其強度的衰減會呈現指數型下降,公式表示為: I=I0eμxI = I_0 e^{-\mu x} 其中:

  • I0I_0:入射前 X 光的初始強度
  • II:穿透物質後 X 光的剩餘強度
  • μ\mu:該物質對應此 X 光射質的線性衰減係數(Linear attenuation coefficient)
  • xx:物質的厚度

在計算時,我們必須清楚區分兩個名詞:

  1. 穿透率(Transmission, TT:X 光穿過物質後的比例,T=II0=eμxT = \frac{I}{I_0} = e^{-\mu x}
  2. 衰減率(Attenuation):X 光被物質吸收或散射的比例,衰減率 =1T=1eμx= 1 - T = 1 - e^{-\mu x}

選項分析

我們利用題目給定的條件進行逐步推導:

第一步:計算 0.5 mm 鉛的穿透率 題目指出,厚度 x=0.5x = 0.5 mm 的鉛可將某 X 光衰減掉 91%(衰減率 = 0.91)。 由此可知,該厚度下的穿透率為: T0.5=10.91=0.09T_{0.5} = 1 - 0.91 = 0.09 根據公式代入可得:eμ(0.5)=0.09e^{-\mu (0.5)} = 0.09

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