111年:醫物幅安(2)
充氣式偵檢器,持續升高電壓而導致電場與電壓的關係呈非線性,此工作區域為下列何者?
A游離腔區
B限制比例區
C比例區
D連續放電區
詳細解析
本題觀念:
本題考查「充氣式偵檢器(Gas-filled detector)」的特性曲線(Characteristic curve)及各工作區域的物理機制。充氣式偵檢器隨著外加電壓的升高,其電極收集到的電荷量與內部電場會發生變化。依外加電壓由低至高,其工作範圍可分為六個區域:再結合區(Recombination region)、游離腔區(Ionization region)、比例區(Proportional region)、限制比例區(Region of limited proportionality)、蓋革-牟勒區(Geiger-Müller region)及連續放電區(Continuous discharge region)。了解各區的氣體游離機制與電場特性是醫學物理與輻射度量中的重要基礎。
選項分析
- (A) 游離腔區:在此區域,外加電壓足以將輻射所產生的一次游離離子對(Primary ion pairs)全數收集,但尚未發生氣體增殖(Gas multiplication)作用。此時收集到的電荷量達到飽和,不隨外加電壓的增加而改變,故呈現平穩的飽和水平線,並非非線性關係。
- (B) 限制比例區:為正確選項。當電壓超越比例區繼續升高時,強大的電場會引發大量的二次游離。由於電子的漂移速度遠大於質量較大的正離子,電子迅速被陽極收集,而大量正離子
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