屏蔽 β粒子時，正確的做法與順序為何？①用低 Z 物質阻擋 β 粒子 ②用高 Z 物質阻擋 β 粒子 ③用高 Z 物質來屏蔽制動輻射 ④用低 Z 物質來屏蔽制動輻射

本題觀念：

本題測試的是高能貝他粒子（$\beta$ particles）的輻射屏蔽原則以及制動輻射（Bremsstrahlung）的防護概念。$\beta$ 粒子屬於帶負電的輕游離輻射，當其在物質中穿透並減速時，會與靶物質的原子核發生非彈性碰撞，並將動能轉換為光子釋放出來，此現象即為制動輻射。制動輻射的產率與 $\beta$ 粒子的能量以及屏蔽物質的原子序（$Z$）成正比。因此，在設計 $\beta$ 粒子的屏蔽時，必須同時考量如何有效阻擋 $\beta$ 粒子本身，以及如何減少並屏蔽伴隨產生的制動輻射。

選項分析

• ① 用低 Z 物質阻擋 $\beta$ 粒子：正確。由於制動輻射的產生率與物質的原子序（$Z$）成正比，使用低原子序物質（如壓克力、塑膠、鋁）可以有效吸收並阻擋 $\beta$ 粒子，同時將制動輻射的產生機率降至最低。
• ② 用高 Z 物質阻擋 $\beta$ 粒子：錯誤。若直接使用高原子序物質（如鉛）阻擋高能 $\beta$ 粒子，會因為原子核的庫侖力較強，導致大量的 $\beta$ 粒子動能轉換為高穿透力的制動輻射（X-rays），反而增加二次輻射的暴露風險。
• ③ 用高 Z 物質來屏蔽制動輻射：正確。制動輻射本質上是連續能譜的 X-rays（光子），高原子序物質（如鉛）具有較高的電子密度，能透過光電效應與康普吞游

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