能量為 1 MeV 的光子射束照射 10 秒，其通量率為 1000 photons/cm 2．s，若空氣與軟組織之直線能量吸收係數分別為 μair = 3.46×10 -5 cm -1及μtissue = 0.312 cm -1，並假設空氣中每產生一個離子對需消耗 34 eV 的能量，則曝露量約為多少 C/kg ？（ ρair = 1.293×10 -6 kg/cm 3、ρtissue = 0.001 kg/cm 3）

本題觀念：

本題考察由光子通量率（photon fluence rate）計算空氣中曝露量（exposure）的公式應用。需利用線性能量吸收係數（linear energy absorption coefficient）$\mu_{\text{air}}$、空氣密度 $\rho_{\text{air}}$，以及每個離子對的平均消耗能量（W = 34 eV），求得以 C/kg 表示的曝露量。

選項分析

基本公式推導：

曝露量（exposure）定義為輻射在單位質量空氣中釋放的電離電荷量：

$X = \frac{\Delta Q}{\Delta m} \quad (\text{C/kg})$

利用能量吸收係數法計算空氣的 Kerma，再換算為曝露量：

$X (\text{C/kg}) = \frac{K_{\text{air}}}{W/e} = \frac{\Psi \cdot (\mu_{\text{en}}/\rho)_{\text{air}}}{W/e}$

其中 $W/e = 34 \text{ J/C}$（即每個離子對 34 eV，對應每庫侖電荷 34 焦耳）。

Step 1：計算總能量通量（energy fluence）$\Psi$

• 照射時間 $t = 10$ s
• 光子通量率 $\dot{\Phi} = 100

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