設計高能貝他射線的輻射屏蔽時，選擇下列那一類材料或組合較佳？

本題觀念：

本題探討高能貝他射線（Beta rays, $\beta$）的輻射屏蔽設計原則。當高能貝他粒子（即高速電子）穿透物質時，會因與原子核的庫侖引力交互作用而減速，並將失去的動能以 X 光的形式釋放出來，此現象稱為制動輻射（Bremsstrahlung）。制動輻射的產率與吸收物質的原子序（Z）及貝他粒子的能量（E）成正比。因此，在設計屏蔽時，必須同時考量「阻擋貝他粒子」與「減少並阻擋制動輻射」兩個面向。

選項分析

• A: 內層使用低原子序之材質，外層使用高原子序之材質
  • 正確。低原子序（Low Z）材質（如壓克力、塑膠、鋁）能有效消耗貝他粒子的動能，且因其原子序較低，產生的制動輻射量極少。剩餘少量的制動輻射（X 光），則交由外層的高原子序（High Z）材質（如鉛）來吸收與衰減。這是高能貝他射線最標準且安全的複合式屏蔽設計。
• B: 內層使用高原子序之材質，外層使用低原子序之材質
  • 錯誤。若直接以高原子序材質（如鉛）作為內層來阻擋高能貝他粒子，會產生大量且具高穿透力的制動輻射（X 光）。外層的低原子序材質對 X 光的屏蔽能力極差，將導致嚴重的輻射外洩。
• C: 全部使用低原子序之材質
  • 錯誤。雖然全部使用低原子序材質可以阻擋貝他粒子並最小化制動輻射的生成，但高能貝他射線（例如釔-

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