106年:放射器材(1)
套管游離腔( thimble chamber )氣壓與靈敏度( sensitivity )為何種關係?
A無關
B成反比
C成正比
D成平方正比
詳細解析
本題觀念:
套管游離腔(thimble chamber)是最常見的臨床劑量測定用游離腔,其感測體積內充填空氣。由於腔體對外開放(vented/open-to-atmosphere),腔內氣體密度會隨外界大氣壓變化而改變。氣壓越高 → 腔內空氣密度越大 → 單位體積內空氣分子越多 → 游離機率越高 → 訊號(電流)越大 → 靈敏度越高。
選項分析
(A) 無關 — 錯誤。開放式套管游離腔對氣壓變化有明顯反應,腔內空氣質量(mass of air)隨氣壓改變,因此讀值與氣壓相關。
(B) 成反比 — 錯誤。若氣壓升高,腔內空氣密度增加,游離數目增加,讀值上升而非下降,兩者不成反比。
(C) 成正比 — 正確。在體積固定的開放式套管游離腔中,根據理想氣體定律,腔內空氣質量正比於氣壓(,溫度不變時)。空氣質量越大,與輻射交互作用產生的游離對(ion pairs)越多,電流越大,靈敏度(sensitivity)越高。因此靈敏度與氣壓成正比。
(D) 成平方正比 — 錯誤。物理上並無此平方關係,靈敏度隨氣壓呈線性變化。
答案解析
套管游離腔通常設計為開放式(vented),腔體體積固定但空氣可與外界交換。其讀值(電流或電荷)正比於腔內空氣的質量密度:
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