110年:醫物幅安(2)

以0.1 cm3的游離腔量測光子輻射場,已知產生 5×108個離子對,則約等於多少侖琴的曝露量?【空氣的密度為0.001293 g/cm3 】

A2.4
B4.8
C9.6
D19.2

詳細解析

本題觀念:

本題測驗游離輻射度量學中「曝露量(Exposure)」的定義與計算。曝露量是用於量測 X 射線或加馬射線(光子)在「空氣」中產生游離能力的物理量。 傳統單位為「侖琴(Roentgen, R)」,國際單位制(SI)為庫侖/公斤(C/kg)。要解出本題,考生必須將游離腔內產生的離子對數量換算為總電荷量,除以腔內空氣質量,最後再將數值從 C/kg 轉換為侖琴(R)。

選項分析

本題為計算題,必須透過公式推導來找出正確數值。

步驟一:計算游離腔內空氣的質量 (m) 已知空氣體積 V=0.1 cm3V = 0.1 \text{ cm}^3 空氣密度 ρ=0.001293 g/cm3\rho = 0.001293 \text{ g/cm}^3 質量 m=V×ρ=0.1 cm3×0.001293 g/cm3=0.0001293 gm = V \times \rho = 0.1 \text{ cm}^3 \times 0.001293 \text{ g/cm}^3 = 0.0001293 \text{ g} 將質量換算為公斤(kg): m=1.293×104×103 kg=1.293×107 kgm = 1.293 \times 10^{-4} \times 10^{-3} \text{ kg} = 1.293 \times 10^{-7} \text{ kg}

步驟二:計算空氣中產生的總游離電荷量 (Q) 一個離子對所帶的電荷量等於一個電子的基本電荷,即 1.6×1019 C1.6 \times 10^{-19} \text{ C}

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