107年:放射器材(1)

假設 ⁹⁹ᵐTc 放射性射源之入射加馬光子能量( gamma ray )為140 keV ,計算其在碘化鈉晶體之最大康普吞能峰(Compton peak 或Compton edge )之能量約為多少 keV (請取整數,四捨五入)?

A50 keV
B72 keV
C100 keV
D126 keV

詳細解析

本題觀念:

康普吞散射(Compton scattering)中,最大能量轉移給電子的情形(180° 反向散射)對應到偵測器能譜中的「康普吞邊緣(Compton edge)」。本題要求計算 99m^{99m}Tc 的 140 keV 加馬光子在碘化鈉(NaI)晶體中的最大康普吞峰能量。

選項分析

(A) 50 keV 正確。依公式計算,140 keV 入射光子的 Compton edge 約為 49.6 keV,四捨五入為 50 keV

(B) 72 keV 不正確。此值不符合正確的 Compton edge 公式計算結果。

(C) 100 keV 不正確。100 keV 超出正確計算值,此值更接近 99m^{99m}Tc 光電峰(photopeak)的 2/3,但並非 Compton edge 的正確位置。

(D) 126 keV 不正確。126 keV ≈ 140 × (1 - 1/10) ,為錯誤的估算方法,不符合 Compton 散射公式。

答案解析

康普吞邊緣(Compton edge)對應的是光子以 180° 角反向散射(backscattering) 時,傳遞給電子的最大動能

公式推導:

設入射光子能量 E0E_0,電子靜止質量能量 $m_e c^2 = 511 \t

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