113年:醫物幅安(1)

銅對0.4 MeV加馬射線與原子的作用截面為9.91邦(barn),則銅於此能量時的線性衰減係數約為多少cm-1?(銅的原子質量atomic weight = 63.57 amu、密度為8.96 g/cm3)

A0.652
B0.763
C0.841
D0.911

詳細解析

本題觀念:

本題測驗的是輻射物理學中線性衰減係數 (Linear attenuation coefficient, μ\mu)原子作用截面 (Atomic cross section, σ\sigma) 之間的轉換關係。當加馬射線 (Gamma ray) 穿透物質時,發生相互作用的機率可以用截面來表示,而宏觀上的衰減程度則用線性衰減係數來描述。

要解出本題,必須掌握以下兩個重點:

  1. 原子密度 (Atomic density, nn) 的計算:表示每單位體積內含有多少個靶原子。公式為 n=ρNAAn = \frac{\rho \cdot N_A}{A},其中 ρ\rho 為密度,NAN_A 為亞佛加厥常數 (Avogadro's constant),AA 為原子量。
  2. 衰減係數與截面的關係μ=nσ\mu = n \cdot \sigma
  3. 單位換算:截面的單位「邦」(barn) 與平方公分的轉換關係為 1 barn=1024 cm21 \text{ barn} = 10^{-24} \text{ cm}^2

選項分析

  • A:0.652,計算錯誤,可能是在常數或單位轉換時帶錯數值。
  • B:0.763,計算錯誤,未對應到正確的公式推導。
  • C:0.841,符合運用正確公式 $\mu = \fr

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