110年:放射器材(2)

在沒有加濾器的情況下,下列何種熱發光劑量計材料對 30keV / ⁶⁰Co 的能量反應(energy response)最低?

AA.Li₂B₄O₇:Mn
BB.CaF₂:Mn
CC.CaF₂:nat
DD.CaSO₄:Mn

詳細解析

本題觀念:

本題測試對於熱發光劑量計(Thermoluminescent Dosimeter, TLD)材料特性的理解,特別是「能量反應(Energy response)」與「有效原子序(Effective atomic number, ZeffZ_{eff})」之間的物理關係。 在輻射劑量學中,能量反應通常定義為在特定低能量下(如 30 keV)的讀值與參考高能量(如 60Co,平均能量約 1.25 MeV)讀值的比值。 在低能光子(如 30 keV)照射下,游離腔或 TLD 吸收輻射能的主要作用機制為光電效應(Photoelectric effect),其發生機率與原子序的 3 到 4 次方成正比(Z3Z4Z^3 \sim Z^4)。因此,若 TLD 材料的有效原子序大於人體軟組織(Zeff7.4Z_{eff} \approx 7.4),在低能量時會吸收過多的輻射能,產生嚴重的「過度反應(Over-response)」,導致 30 keV / 60Co 的能量反應比值遠大於 1。相對地,組織等效材料的能量反應曲線平坦,其比值最接近 1(即在不加濾器的情況下,相對數值最低)。

選項分析

  • (A) Li2B4O7:Mn(四硼酸鋰):四硼酸鋰的有效原子序(ZeffZ_{eff})約為 7.4,與人體軟組織極為接近,屬於**組織等效(Tissue-equivalent)*

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