112年:核醫診療(1)

若以一個標準差為信賴區間且不超過 2%的誤差時,則放射樣品計測至少需多少計數值?

A10,000
B1,000
C250
D2,500

詳細解析

本題觀念:

本題測驗核子醫學與輻射防護中非常核心的「計數統計學(Counting Statistics)」。放射性同位素的衰變屬於隨機過程(Random process),其在固定時間內測得的計數值(Counts)符合卜瓦松分布(Poisson distribution)。

在卜瓦松分布中,當計數值為 NN 時,其變異數(Variance)等於 NN,而標準差(Standard deviation, σ\sigma)即為變異數的平方根,也就是 σ=N\sigma = \sqrt{N}。在評估量測精確度時,我們經常使用「相對誤差(Relative error)」或是「變異係數(Coefficient of Variation, CV)」,其計算方式為標準差除以總計數值。

選項分析

  • (A) 10,000:若總計數值為 10,000,標準差為 10000=100\sqrt{10000} = 100。相對誤差為 10010000=1%\frac{100}{10000} = 1\%。雖然符合「不超過 2%」的條件,但題目詢問的是「至少需多少」計數值,10,000 遠超過達到 2% 誤差所需的最低門檻。
  • (B) 1,000:若總計數值為 1,000,標準差為 100031.6\sqrt{1000} \approx 31.6。相對誤差為 $\frac{31.6}{1000} \approx

...(解析預覽)...