109年:醫物幅安(2)

某輻射樣品計測 1分鐘之計數率為 400 cpm ,另需增加多少計測時間才能將其百分標準差降至 0.5% ?

A9分鐘
B19分鐘
C49分鐘
D99分鐘

詳細解析

本題觀念:

輻射計測統計學中,百分標準差(percent standard deviation, %SD)與總計數(N)的關係,以及如何計算所需的額外計測時間。

選項分析

本題為計算題,需先推導正確答案再對應選項。

核心公式推導:

輻射計測遵循 Poisson 分布,總計數 N 的標準差為 σ=N\sigma = \sqrt{N},因此百分標準差為: %SD=σN×100%=NN×100%=100N\%SD = \frac{\sigma}{N} \times 100\% = \frac{\sqrt{N}}{N} \times 100\% = \frac{100}{\sqrt{N}}

已知條件:

  • 計數率 R=400 cpmR = 400 \text{ cpm}
  • 已計測時間 t0=1 mint_0 = 1 \text{ min}(已取得 400 個計數)
  • 目標:%SD=0.5%\%SD = 0.5\%

求所需總計數 N: 0.5=100N    N=1000.5=200    N=2002=40000 個計數0.5 = \frac{100}{\sqrt{N}} \implies \sqrt{N} = \frac{100}{0.5} = 200 \implies N = 200^2 = 40000 \text{ 個計數}

求所需總計測時間:

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