111年:醫物幅安(1)

一圓球形假體內均勻分布放射性物質,假體表面測得劑量率為 40 mGy/h ,則此假體內之平均劑量率為多少mGy/h?

A80
B60
C53
D30

詳細解析

本題觀念:

本題主要考驗內部劑量學(Internal Dosimetry)中「幾何因數(Geometric factor)」的概念。在游離輻射防護與核子醫學的應用中,若放射性物質均勻分布於一個特定的幾何形狀(例如球體)內,其內部與表面各點所吸收的劑量率會與該點的幾何因數 gg 成正比。利用幾何因數的特性,我們可以快速推算球體內部、表面以及平均的輻射劑量分布關係。

選項分析

在一個半徑為 RR、放射性物質均勻分布的圓球形假體內,假設忽略射線在假體內部的衰減,其空間中各點的劑量率正比於該點的幾何因數(Geometric factor, gg)。 根據內部劑量學的幾何因數公式:

  1. 球心位置(Center):因為被所有的放射性物質 360 度包圍,幾何因數最大。 gcenter=4πRg_{center} = 4\pi R
  2. 球體表面(Surface):位處邊界,只被半個球的放射性物質包圍,幾何因數剛好是球心的一半。 gsurface=2πRg_{surface} = 2\pi R
  3. 球體平均(Average):整個球體積內的平均幾何因數。 gaverage=3πRg_{average} = 3\pi R

藉由上述關係可推導出劑量率的比例關係:

  • 平均劑量率與表面劑量率的比值為:3πR/2πR=1.53\pi R / 2\pi R = 1.5 倍。
  • 球心劑量率與表面劑量率的比值為

...(解析預覽)...