109年:放射器材(2)

閃爍晶體蛻變時間( decay time )的長短與相同時間內所能偵測到的入射光子數及靈敏度有何關係?

A蛻變時間越短,所能測到的光子數越少,晶體靈敏度越低
B蛻變時間越長,所能測到的光子數越多,晶體靈敏度越高
C蛻變時間越短,所能測到的光子數越少,晶體靈敏度越高
D蛻變時間越長,所能測到的光子數越少,晶體靈敏度越低

詳細解析

本題觀念:

本題考查閃爍晶體的蛻變時間(decay time)對偵測器效能的影響,特別是蛻變時間與同一時間內可偵測的光子數及晶體靈敏度之間的關係。關鍵概念是蛻變時間越長 → 死時間(dead time)越長 → 同時間內能處理的事件數越少 → 靈敏度越低

選項分析

(A) 蛻變時間越短,所能測到的光子數越少,晶體靈敏度越低 — 錯誤 蛻變時間越短,偵測器死時間越短,同一時間可處理更多入射光子,計數率(count rate)越高,靈敏度反而越高。

(B) 蛻變時間越長,所能測到的光子數越多,晶體靈敏度越高 — 錯誤 蛻變時間越長,每次事件佔用偵測器的時間越長,死時間增加,導致同一時間內能處理的光子數反而減少,靈敏度降低。

(C) 蛻變時間越短,所能測到的光子數越少,晶體靈敏度越高 — 錯誤 前半句(光子數越少)與後半句(靈敏度越高)之間的因果邏輯不一致,且前半句本身也有誤:蛻變時間短應對應可處理的光子數更多,而非更少。

(D) 蛻變時間越長,所能測到的光子數越少,晶體靈敏度越低 — 正確(本題答案) 蛻變時間(decay time)越長,表示閃爍事件後晶體恢復到可再次偵測的時間越長,亦即偵測器的死時間(dead time)越長。在相同時間內,死時間越長的偵測器能處理的獨立事件數(計數)

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