1 MeV電子在空氣中平均游離的離子對數目大約為何？

本題觀念：

本題測驗輻射物理與游離腔（Ionization chamber）劑量計量學的基礎概念。當帶電粒子（如電子）穿過氣體介質（如空氣）時，會經由庫侖力與介質原子的軌道電子發生作用，產生游離（Ionization）與激發（Excitation）現象。 產生一對離子對（Ion pair，即一個正離子與一個自由電子）所需的平均能量稱為「平均游離能（Mean energy expended per ion pair, 簡稱 W-value）」。對於空氣而言，W-value 的公認數值約為 33.97 eV/ion pair（在實務計算上常以 34 eV 取代）。

選項分析

計算產生離子對的總數（$N$）之公式為： $N = \frac{E}{W}$ 其中：

• $E$ 為入射粒子的總消耗能量。
• $W$ 為該氣體的平均游離能。

已知條件：

• 粒子的總能量 $E = 1 \text{ MeV} = 1,000,000 \text{ eV} = 10^6 \text{ eV}$
• 空氣的平均游離能 $W \approx 34 \text{ eV/ion pair}$

將數值代入公式計算： $N = \frac{1,000,000}{34} \approx 29,411 \text{ (對)}$

• 選項 A (30)：與計算結果相差三

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