110年:醫物幅安(2)

下圖中為何不見水的吸收邊緣( absorption edge )? 圖片

A水的吸收邊緣發生在能量小於 0.01 MeV
B入射光子能量要大於 0.1 MeV 才會發生
C水並非由單一元素組成,不具吸收邊緣
D因水的 mass attenuation coefficient 與入射光子能量無關

詳細解析

本題觀念:

本題測驗的核心觀念為光電效應(Photoelectric effect)吸收邊緣(Absorption edge)。 當入射光子的能量剛好等於或略大於吸收物質原子內層電子(如 K 層、L 層)的束縛能(Binding energy)時,光子被該層電子吸收的機率會突然大幅增加,這在質量衰減係數(Mass attenuation coefficient)的圖形上會呈現一個陡峭的不連續躍升,稱為「吸收邊緣」。不同元素的吸收邊緣能量取決於其原子序(Z),原子序越大的元素,其內層電子束縛能越高,吸收邊緣的能量也越高。

影像分析:

  • 本圖為對數-對數座標圖(Log-log plot),Y軸為發生光電效應的質量衰減係數(Mass photoelectric attenuation coefficient,單位:cm2/g\text{cm}^2/\text{g}),X軸為入射光子能量(Photon energy,單位:MeV)。
  • X軸的能量範圍是從 0.01 MeV0.01 \text{ MeV} (即 10 keV10 \text{ keV})到 10 MeV10 \text{ MeV}
  • 圖中有兩條曲線:鉛(Lead)與水(Water)。
  • 鉛的曲線:在能量約 0.088 MeV0.088 \text{ MeV}88 keV88 \text{ keV})處有一個明顯的垂直躍升,這

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