107年:醫物幅安(2)

下列有關阻擋本領( stopping power, S )的敘述,何者錯誤?

A用以描述入射帶電粒子在單位距離的介質中所損失的能量
B其單位可以 MeV cm/g 表示
C若入射帶電粒子的荷電量愈大,通常阻擋本領愈高
D若入射帶電粒子小於 1 MeV ,其入射速度愈小,通常阻擋本領愈高

詳細解析

本題觀念:

本題考查放射物理中帶電粒子的「阻擋本領(stopping power, S)」的定義與單位。阻擋本領是描述帶電粒子在介質中行進時,每單位路徑損失的能量,是放射劑量學的核心物理量。

選項分析

(A)正確。線性阻擋本領(linear stopping power)S=dE/dxS = -dE/dx,即帶電粒子在介質中每單位距離所損失的能量,定義完全正確。

(B)錯誤(本題答案)。線性阻擋本領的單位是 MeV/cm\text{MeV/cm}(能量除以距離),而非 MeV\cdotpcm/g\text{MeV·cm/g}。題目選項寫的 MeV cm/g 是錯誤的單位組合——若把線性阻擋本領除以介質密度(g/cm³),得到的才是質量阻擋本領(mass stopping power),其單位為 MeV\cdotpcm2/g\text{MeV·cm}^2/\text{g}(並非 MeV cm/g)。

補充說明:

  • 線性阻擋本領:S=dE/dxS = -dE/dx,單位 MeV/cm\text{MeV/cm}
  • 質量阻擋本領:S/ρ=(1/ρ)(dE/dx)S/\rho = -(1/\rho)(dE/dx),單位 MeV\cdotpcm2/g\text{MeV·cm}^2/\text{g}

(C)正確。根據 Bethe 公式,阻擋本領與帶電粒子的電荷數(zz)的平方成正比:

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