109年:醫物幅安(2)

有一60Co點射源,其活度為 1 Ci , γ 能量為 1.173 MeV ( 100% )、 1.333 MeV ( 100% ),則在 1 m 處的能量通量率為多少 W/m2?

A1.182×10-3
B1.182×10-4
C1.182×10-5
D1.182×10-6

詳細解析

本題觀念:

本題考查 Co-60 點射源在 1 m 處的能量通量率(energy fluence rate)計算,需將活度換算為光子發射率,再依反平方定律計算通量率,最後乘以光子能量換算為 W/m²。

選項分析

計算步驟:

Step 1:活度換算為每秒衰變數

A=1 Ci=3.7×1010 Bq=3.7×1010 衰變/sA = 1 \text{ Ci} = 3.7 \times 10^{10} \text{ Bq} = 3.7 \times 10^{10} \text{ 衰變/s}

Step 2:Co-60 每次衰變發射的光子數與能量

Co-60 每次衰變產生兩道 γ 射線:

  • E1=1.173E_1 = 1.173 MeV,發射率 100%
  • E2=1.333E_2 = 1.333 MeV,發射率 100%

每次衰變的總 γ 能量: Etotal=1.173+1.333=2.506 MeV/衰變E_{total} = 1.173 + 1.333 = 2.506 \text{ MeV/衰變}

Step 3:每秒在 1 m 球面上通過的總能量(能量發射率)

E˙total=A×Etotal=3.7×1010×2.506 MeV/s=9.272×1010 MeV/s\dot{E}_{total} = A \times E_{total} = 3.7 \times 10^{10} \times 2.506 \text{ MeV/s} = 9.272 \times 10^{10} \text{ MeV/s}

換算為瓦特(J/s):

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