108年:放射治療(2)

對於光⼦的鉛 擋塊,在臨床使⽤時設計為只允許⼩於 5% 的主射束通過。此 5% 的穿透率等於幾個半值層的鉛擋塊?

A4.0
B4.32
C4.64
D5.0

詳細解析

本題觀念:

本題考查半值層(half-value layer, HVL)與輻射穿透率的數學關係。5% 穿透率代表僅有 5% 的主射束能穿過鉛擋塊,即需要足夠厚度使強度衰減至原來的 5%。

選項分析

輻射穿透率公式為:

T=(12)nT = \left(\frac{1}{2}\right)^n

其中 TT 為穿透率,nn 為半值層數目。

要求 T=0.05T = 0.05(5%),求 nn

0.05=(12)n0.05 = \left(\frac{1}{2}\right)^n

兩邊取對數:

n=log(1/0.05)log2=log20log2=1.30100.30104.32n = \frac{\log(1/0.05)}{\log 2} = \frac{\log 20}{\log 2} = \frac{1.3010}{0.3010} \approx 4.32

(A) 4.0:對應穿透率 (0.5)4.0=0.0625=6.25%(0.5)^{4.0} = 0.0625 = 6.25\%,高於 5%,不符合設計要求。

(B) 4.32:對應穿透率 (0.5)4.320.05=5%(0.5)^{4.32} \approx 0.05 = 5\%,精確符合 5% 穿透率。

(C) 4.64:對應穿透率 (0.5)4.640.04=4%(0.5)^{4.64} \approx 0.04 = 4\%,穿透率低於 5%,過度屏蔽。

(D) 5.0:對應穿透率 $(0.5)^{5.0} = 0.03125 = 3.

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