114年:醫物幅安(1)

假設有一屏蔽牆是設計用來阻擋8 m遠的單能量加馬射源,如果射源位置往屏蔽牆移近4 m,則需再添加多少厚度的屏蔽(以HVL為單位)才能提供類似的輻射防護能力?

A1
B2
C3
D4

詳細解析

本題觀念:

本題主要測驗輻射防護的兩大核心物理概念:**距離平方反比定律(Inverse Square Law)半值層(Half-Value Layer, HVL)**的綜合應用。

  1. 距離平方反比定律:在點射源的情況下,輻射強度或劑量率與距離的平方成反比(I1d2I \propto \frac{1}{d^2})。當距離改變時,輻射強度會呈現平方倍數的增減。
  2. 半值層(HVL):指能使特定能量的游離輻射強度衰減至原值一半(50%)所需的屏蔽物質厚度。經過 nn 個半值層的屏蔽後,輻射強度會衰減為原來的 (12)n( \frac{1}{2} )^n

選項分析

題目情境中,單能量加馬射源原本距離屏蔽牆 d1=8 md_1 = 8\text{ m},後來移近至 d2=4 md_2 = 4\text{ m}

  1. 計算距離改變對輻射強度的影響: 根據距離平方反比定律,當距離由 8 m8\text{ m} 縮短為 4 m4\text{ m} 時,距離變為原來的 48=12\frac{4}{8} = \frac{1}{2} 倍。 此時,屏蔽牆表面所承受的無屏蔽輻射強度(I2I_2)與原強度(I1I_1)的關係為:

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