110年:醫物幅安(1)

下列不同游離輻射在空氣中的特性,何者錯誤?

A4~7 MeV的 α粒子,行走 1 ~ 10 cm 左右
B0~7 MeV的 β粒子,行走 10 ~ 20 cm 左右
C0~25 MeV的 γ-ray ,行走 0 ~ 100 m 左右
D0~5 MeV的 X-ray ,行走 0 ~ 100 m 左右

詳細解析

本題觀念:

本題測驗的核心概念為「游離輻射與物質的交互作用」以及不同輻射在空氣中的「射程(Range)」。 各類游離輻射(α粒子、β粒子、γ射線、X射線)由於其靜止質量、帶電與否及作用機制不同,在介質(如空氣)中具有截然不同的穿透能力與能量損失速率。了解不同射線在空氣中及軟組織中的射程,對於輻射防護設計與醫學物理劑量計算皆十分重要。

選項分析

  • (A) 4~7 MeV的 α粒子,行走 1 ~ 10 cm 左右:正確。α 粒子質量大(由2個質子與2個中子組成)且帶正電(+2e),屬於高直線能量轉移(high LET)輻射。它在空氣中極易與原子發生游離與激發,迅速將動能耗盡。根據經驗公式,能量在 4~7 MeV 的 α粒子,其在空氣中的射程約為 2.5 公分至 6 公分左右,因此落在 1~10 cm 的範圍內,一張紙就能將其完全阻擋。

  • (B) 0~7 MeV的 β粒子,行走 10 ~ 20 cm 左右:錯誤。β粒子為高速運行的電子,質量小且帶單一電荷(-1e或+1e),穿透力大於 α 粒子。在輻射防護的經驗法則中,β粒子在空氣中的射程大約是 每 1 MeV 能量可行走約 3.7 至 4 公尺。因此,最高能量達 7 MeV 的 β粒子,在空氣中的最大射程可以長達約 25~28 公尺,絕非僅有 10~20 公分。

  • **(C) 0~25

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