112年:醫物幅安(2)

增建因數常應用於加馬射線的屏蔽計算,請問增建因數與下列何者無關?

A加馬射線的能量
B加馬射線的通量率
C屏蔽物質的厚度
D屏蔽物質的原子序

詳細解析

本題觀念:

在輻射防護與屏蔽計算中,傳統的指數衰減公式 I=I0eμxI = I_0 e^{-\mu x} 僅適用於「窄射束(Narrow beam)」幾何條件,也就是只考慮「未發生碰撞的初級光子(Uncollided photons)」。然而,在實際情況(寬射束,Broad beam)下,加馬射線穿透具有一定厚度的屏蔽物時,會發生康普頓散射(Compton scattering)等作用,產生二次輻射或散射光子。這些散射光子依然可能到達屏蔽外的量測點,導致實際測得的輻射劑量大於理論計算值。

為了修正這個低估的誤差,引入了增建因數(Buildup Factor, B)。修正後的衰減公式為 I=BI0eμxI = B \cdot I_0 e^{-\mu x}。增建因數被定義為「總輻射效應(含未碰撞的初級光子與碰撞後的散射光子)」與「未碰撞初級輻射效應」的比值。

選項分析

  • (A) 加馬射線的能量(Gamma-ray energy)有關。光子能量決定了其在物質中主要發生的游離輻射交互作用(如光電效應、康普頓散射、成對發生)。康普頓散射是產生散射光子的主因,而該作用的發生機率高度依賴於入射光子的能量,因此能量會直接影響增建因數的大小。
  • (B) 加馬射線的通量率(Gamma-ray flux rate)無關(本題正確選項)。增建因數是一個「比值

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