112年:醫物幅安(2)

若測量放射樣品需測至 2% 精確度誤差,其信賴區間(可信水平)為 95% ,則至少需收集該樣品之計數為多少?

A2500
B6000
C10000
D40000

詳細解析

本題觀念:

  1. 放射性衰變與計數統計學 (Counting Statistics in Radioactivity):放射性原子的衰變是一個隨機過程,服從卜瓦松分佈 (Poisson distribution)。當收集到的總計數值 (NN) 夠大時(通常 N20N \ge 20),卜瓦松分佈可以近似為常態分佈 (Normal distribution)。
  2. 標準差與信賴區間 (Standard Deviation and Confidence Interval):在放射性計數的常態分佈中,標準差為 σ=N\sigma = \sqrt{N}。信賴區間(或可信水平)代表真值落在某一測量範圍內的機率,這取決於標準差的倍數 (Z-score):
    • 68.3% 信賴區間:對應 ±1σ\pm 1\sigma (Z=1Z=1)
    • 95.4% 信賴區間:對應 ±2σ\pm 2\sigma (Z=2Z=2;精確值為 1.96)
    • 99.7% 信賴區間:對應 ±3σ\pm 3\sigma (Z=3Z=3;精確值為 2.58)
  3. 精確度誤差/相對誤差 (Precision Error/Relative Error):精確度誤差定義為誤差範圍佔總計數量的比例或百分比。
    • 相對誤差公式:$E = \frac{Z\sigma}{N} = \frac{

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