111年:核醫診療(1)
77.由小到大排列下列氣體偵檢器工作區域之外加電壓,其正確順序為何?①蓋革區 ②游離腔區 ③比例計數區
A③②①
B②③①
C①②③
D②①③
詳細解析
本題觀念:
本題測驗的核心觀念為「氣體偵檢器(Gas-filled detectors)的工作電壓區域」。氣體偵檢器的基本原理是利用輻射與腔體內的氣體分子作用,產生「電子-正離子對(ion pairs)」。藉由在腔室兩端(陽極與陰極)施加外加電壓,將這些帶電粒子收集並轉換成電訊號來測量輻射。
外加電壓的大小會直接影響電場強度,進而決定離子對的移動速度與氣體增殖(gas multiplication)的程度。根據外加電壓由低到高,氣體偵檢器的工作區域會呈現出不同的物理特性,這也決定了偵檢器的種類與臨床用途。
選項分析
在氣體偵檢器中,隨著外加電壓(由小到大)的增加,主要會經歷以下幾個可用於輻射偵測的工作區域:
- ② 游離腔區 (Ionization chamber region):外加電壓較低。此區的電壓剛好足以將游離產生的電子與正離子全數收集,並避免它們在途中復合(Recombination)。此階段沒有氣體增殖效應,收集到的電荷量完全取決於入射輻射的能量。
- ③ 比例計數區 (Proportional counter region):外加電壓中等。電壓提高使得電子在向陽極移動的過程中獲得足夠的動能,進而撞擊其他氣體分子產生「二次游離(Secondary ionization)」,形成陶生崩潰(Townsend avalanche)
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