107年:醫物幅安(1)

鈷60 之半衰期為 5.3 年,有一鈷 60 在某處測得之劑量率為每小時 10 微西弗,則 5.3 年後,此處累積劑量為多少毫西弗?

A232
B335
C464
D670

詳細解析

本題觀念:

本題考查放射性衰變下**累積劑量(cumulative dose)**的計算。當放射源活度(dose rate)隨時間指數衰減,某段時間內的累積劑量需對劑量率函數進行積分。

劑量率衰減公式: D˙(t)=D˙0eλt\dot{D}(t) = \dot{D}_0 \cdot e^{-\lambda t}

其中 λ=ln2T1/2\lambda = \dfrac{\ln 2}{T_{1/2}} 為衰變常數(decay constant)。

累積劑量: Dcum=0tD˙0eλtdt=D˙01eλtλD_{cum} = \int_0^{t} \dot{D}_0 \cdot e^{-\lambda t'} \, dt' = \dot{D}_0 \cdot \frac{1 - e^{-\lambda t}}{\lambda}

選項分析

已知條件:

  • 鈷-60(60^{60}Co)半衰期:T1/2=5.3T_{1/2} = 5.3
  • 初始劑量率:D˙0=10μSv/h\dot{D}_0 = 10 \, \mu\text{Sv/h}
  • 計算時間:t=T1/2=5.3t = T_{1/2} = 5.3

Step 1:計算衰變常數

λ=ln2T1/2=0.6935.3 yr\lambda = \frac{\ln 2}{T_{1/2}} = \frac{0.693}{5.3 \text{ yr}}

Step 2:代入積分公式

當 $t = T_{1/

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