113年:醫物幅安(1)

已知鉛對70 keV X光的質量衰減係數(mass attenuation coefficient)為2.9 cm2.g-1,若要將此X光強度降至原始入射值的10%,至少需要多少cm的鉛屏蔽?(鉛的密度為11.35 g.cm-3)

A0.01
B0.05
C0.07
D0.12

詳細解析

本題觀念:

本題測驗的核心概念為**X射線的衰減定律(X-ray Attenuation Law)以及質量衰減係數(Mass Attenuation Coefficient)線衰減係數(Linear Attenuation Coefficient)**之間的關係與實際應用。

當單一能量的X射線穿透物質時,其強度的衰減遵循比爾-朗伯定律(Beer-Lambert Law),公式為: I=I0eμxI = I_0 e^{-\mu x} 其中:

  • II 為穿透屏蔽物後的X射線強度
  • I0I_0 為原始入射的X射線強度
  • μ\mu 為屏蔽物質的線衰減係數(單位通常為 cm1\text{cm}^{-1}
  • xx 為屏蔽物質的厚度(單位為 cm\text{cm}

題目提供的是「質量衰減係數」(μ/ρ\mu/\rho)。質量衰減係數的物理意義是標準化密度後的衰減能力,其數值與物質的密度無關;但在代入衰減公式計算實際需要的物理厚度 xx 前,必須先將其乘以物質的密度(ρ\rho),轉換為「線衰減係數」(μ\mu): μ=(μρ)×ρ\mu = \left(\frac{\mu}{\rho}\right) \times \rho

選項分析

已知條件:

  • 質量衰減係數 $\mu/\rho = 2.9 \text{ cm}^2\cdot\text{g

...(解析預覽)...