107年:醫物幅安(2)

半值層(HVL )與直線衰減係數( µ)之關係為:

AHVL =2/ µ
BHVL =µ/2
CHVL =µ/1n 2
DHVL =1n 2/ µ

詳細解析

本題觀念:

本題考查半值層(half-value layer, HVL)與直線衰減係數(linear attenuation coefficient, µ)的數學推導關係,屬輻射物理基本公式題,由 Beer-Lambert 定律直接推導。

選項分析

推導過程:

由 Beer-Lambert 定律出發,HVL 定義為使輻射強度衰減至原來 1/2 時所需的物質厚度:

II0=12=eμHVL\frac{I}{I_0} = \frac{1}{2} = e^{-\mu \cdot \text{HVL}}

兩側取自然對數:

ln(12)=μHVL\ln\left(\frac{1}{2}\right) = -\mu \cdot \text{HVL}

ln2=μHVL-\ln 2 = -\mu \cdot \text{HVL}

HVL=ln2μ=0.693μ\text{HVL} = \frac{\ln 2}{\mu} = \frac{0.693}{\mu}

(A) HVL = 2/µ:分子應為 ln20.693\ln 2 \approx 0.693,而非整數 2。❌

(B) HVL = µ/2:分子分母完全倒置,且係數錯誤。❌

(C) HVL = µ/ln 2:分子分母倒置,與推導結果相反。❌

(D) HVL = ln 2/µ:與推導完全吻合。✅

答案解析

正確答案為 **(D

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