109年:醫物幅安(1)

今有一同位素含有 1000 個原子,從原子核發出 γ光子合計 1000 個(次),在 K層轉換能量給予電子有 38 次,轉換能量給予其 它電子層有 12 次,觀察到穿出原子的 γ光子有 950 個,則 K電子轉換的內轉換產率( internal conversion yield )αK為何?

A0.050
B0.040
C0.038
D0.012

詳細解析

本題觀念:

本題考核**K層內轉換產率(K-shell internal conversion yield, αK)**的計算。

內轉換(internal conversion)是核激發態的去激機制之一:激發核將能量直接傳給核外電子(而非發射 γ 光子),使電子逸出原子。內轉換產率 αK 定義為:

αK=K層發生內轉換的次數發射出原子外的 γ 光子數\alpha_K = \frac{\text{K層發生內轉換的次數}}{\text{發射出原子外的 γ 光子數}}

注意:分母是穿出原子的 γ 光子數(觀測到的),而非原始核衰變所發出的 γ 光子總數。

選項分析

題目資料整理:

  • 原子總數:1000 個
  • 核發出 γ 光子總計:1000 個(次)
  • K層內轉換次數:38 次
  • 其他電子層內轉換次數:12 次
  • 穿出原子的 γ 光子:950 個

計算:

αK=K層轉換次數穿出原子的 γ 光子數=38950=0.040\alpha_K = \frac{\text{K層轉換次數}}{\text{穿出原子的 γ 光子數}} = \frac{38}{950} = 0.040

(A) 0.050 若以 501000=0.050\frac{50}{1000} = 0.050,用總 γ 光子數(1000)而非逸出的 γ 光子數(950)為分母,此為錯誤分母的選法。錯誤。

(B) 0.040 $\frac{38}{950} = 0

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