107年:放射器材(2)

有關帶電粒子與物質作用所造成的碰撞損失( collisional loss )的相關敘述,下列何者錯誤?

A質量阻擋能力( mass stopping power )等於輻射損失與碰撞損失之和
B碰撞損失與物質的電子密度無關
C鉛的質量阻擋能力( mass stopping power )小於水的質量阻擋能力
D在低能量下(< 1MeV ),碰撞損失大於輻射損失

詳細解析

本題觀念:

帶電粒子與物質的碰撞損失(collisional loss)及質量阻擋能力(mass stopping power)的物理原理。本題為反向題,問何者「錯誤」。

選項分析

(A) 質量阻擋能力(mass stopping power)等於輻射損失與碰撞損失之和 ✅ 此陳述正確。總質量阻擋能力(total mass stopping power)定義為: (Sρ)total=(Sρ)col+(Sρ)rad\left(\frac{S}{\rho}\right)_{total} = \left(\frac{S}{\rho}\right)_{col} + \left(\frac{S}{\rho}\right)_{rad} 即碰撞阻擋能力(collisional stopping power)與輻射阻擋能力(radiative stopping power,即制動輻射損失)之和。

(B) 碰撞損失與物質的電子密度無關 ❌ 此陳述錯誤,為本題答案。碰撞損失(collisional loss)根據 Bethe 公式,直接與物質的**電子密度(electron density)**相關。Bethe 公式中,碰撞阻擋能力正比於 Z/AZ/A(即單位質量電子數),電子密度越高,帶電粒子與原子電子發生碰撞(激發/游離)的機率越高,能量損失越大。

**(C) 鉛的質量阻擋能力(mas

...(解析預覽)...