114年:醫物幅安(1)

設一電子的速度為2×108 m/sec,其動能約為多少MeV?

A0.175
B0.201
C0.662
D1.02

詳細解析

本題觀念:

本題考查輻射物理學中的**相對論動能(Relativistic Kinetic Energy)**計算。當帶電粒子(如電子)的運動速度極快,接近或超過光速(cc)的 10% 時,古典力學的動能公式(K=12mv2K = \frac{1}{2}mv^2)將產生極大誤差而失效。此時必須使用狹義相對論的質量與能量轉換公式來計算其動能。

選項分析

  • (A) 0.175:正確。利用相對論動能公式計算出的結果約為 0.1746 MeV,四捨五入後為 0.175 MeV。
  • (B) 0.201:錯誤。此為純粹的計算誘答選項,可能是計算勞侖茲因子(Lorentz factor, γ\gamma)或帶入公式時發生運算錯誤所得出之數值。
  • (C) 0.662:錯誤。0.662 MeV 是銫-137(Cs-137)進行加馬衰變時所釋放出的特徵加馬射線能量。這是醫事放射師考試中極常見的常數,設計為誘答選項。
  • (D) 1.02:錯誤。1.02 MeV(精確為 1.022 MeV)是兩個電子靜止質量能量的總和(0.511 MeV×20.511 \text{ MeV} \times 2),即發生「成對發生(Pair production)」游離輻射交互作用所需的最低閾值能量。此選項亦為常數誘答。

答案解析

要準確求出相對論狀態下的電子動能,必須遵循以下計

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