110年:放射器材(1)

游離輻射進入充氣式偵檢器( gas-filled detector )後會產生:

A加在偵檢器之電極上的電壓改變
B帶負電與正電的離子對
C因游離氣體而產生可見光
D光電倍增的陰極會放出電子

詳細解析

本題觀念:

充氣式偵檢器(Gas-filled detector)是醫學與工業上極為常見的游離輻射量測儀器。其基本構造包含一個充有特定氣體(如氬氣、游離空氣等)的腔室,以及內部設立的兩個電極(陽極與陰極)。當游離輻射(如阿法射線、貝他射線、加馬射線或X射線)進入充氣腔室時,輻射的能量會與氣體分子發生交互作用,將氣體游離,這是整個偵檢器產生訊號的最初始且最核心的物理現象。

選項分析

  • A. 加在偵檢器之電極上的電壓改變:錯誤。加在充氣式偵檢器電極上的偏壓(Operating voltage)是由外部的高壓電源(High-voltage power supply)所穩定提供的。游離輻射進入偵檢器並不會改變這個外部供應的跨極電壓。偵檢器是利用收集電荷流經外接負載電阻而產生微小的「電壓脈衝(Voltage pulse)」,但這屬於後端電路的訊號轉換,而非改變電極上的供電電壓。
  • B. 帶負電與正電的離子對:正確。游離輻射具有足夠的能量,當其穿透充氣式偵檢器內部時,會將中性的氣體分子游離,打出電子。這會產生帶負電的自由電子與帶正電的氣體離子,兩者合稱為「離子對(Ion pairs)」。在電場的作用下,帶負電的電子會向陽極漂移,帶正電的離子會向陰極移動,進而產生可量測的微小電流或脈衝訊號。
  • C. 因游離氣體而產生可見光:錯誤。利用輻射使物質激發

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