115年:醫物幅安(2)

使用手持式X 光機進行照相時,於距離X 光機1 公分處測得輻射劑量率為5 mSv/h,則醫事放射師在沒有屏蔽下需站在距離多少公尺,使劑量率降為0.5 μSv/h?

A1
B10
C5
D0.1

詳細解析

本題觀念

這是一題距離與 X 光劑量率的反平方定律計算。若把 X 光源在題目條件下視為點源,且沒有屏蔽物、空氣吸收等其他因素需要加入,某一位置的劑量率會與距離平方成反比,也就是距離增加時,劑量率按照距離比的平方下降。計算前要先把單位統一:5 mSv/h 等於 5000 μSv/h,而目標是 0.5 μSv/h,因此劑量率要降低 10000 倍。反平方定律表示距離只需增加其平方根,也就是 100 倍;原本 1 公分乘以 100,便得到 100 公分,也就是 1 公尺。

選項分析

**A.1 公尺:正確。**先寫出反平方關係:D1r12=D2r22D_1r_1^2=D_2r_2^2。令 D1=5000D_1=5000 μSv/h、r1=1r_1=1 cm、D2=0.5D_2=0.5 μSv/h,則 r2=r1(D1/D2)=1×(5000/0.5)r_2=r_1√(D_1/D_2)=1×√(5000/0.5) cm。劑量率比為 10000,平方根是 100,所以距離為 100 cm,即 1 m。

**B.10 公尺:錯誤。**10 m 是 1000 cm,與原本 1 cm 相比距離增加 1000 倍,劑量率會降為原來的 1/100021/1000^2,也就是降低 1000000 倍。換算後約為 0.005 μSv/h,遠低於題目指定的 0.5 μSv/h,因此不是達到目標值所需的最小對應距離。

**C.5 公尺:錯誤。**5 m 等於 500 cm,是原始距離的 500 倍。依反平方定律,劑量率會降低 5002=250000500^2=250000 倍,得到約 0.02 μSv/h,仍比 0.5 μSv/h 低很多。這個選項把需要的距離估得過大,沒有符合比例計算。

**D.0.1 公尺:錯誤。**0.1 m 等於 10 cm,距離只增加 10 倍,劑量率只會降為原來的 1/1021/10^2。由 5000 μSv/h 變成 50 μSv/h,仍是目標 0.5 μSv/h 的 100 倍,安全距離不足。

答案解析

本題答案為 A。最容易出錯的地方是 mSv 與 μSv 的換算,以及把劑量率降低倍數直接當成距離增加倍數。1 mSv 等於 1000 μSv,所以 5 mSv/h 必須先寫成 5000 μSv/h。由 5000 降到 0.5 是 10000 倍,但距離依平方關係,只要增加 √10000=100 倍。從 1 cm 往外 100 倍是 100 cm,也就是 1 m。

這個公式的適用前提要一併記住:射源可近似點源、比較位置的幾何條件相同,且未把屏蔽、空氣衰減或散射場另行納入。實際使用手持式 X 光機時,還要遵守時間、距離與屏蔽原則,並依工作環境監測與相關防護規範判斷,不應只靠單一算式取代現場防護。

核心知識點

  1. 點源劑量率遵循 D1/r2D∝1/r^2,可用 D1r12=D2r22D_1r_1^2=D_2r_2^2
  2. 距離增加 2 倍,劑量率降為四分之一;距離增加 10 倍,劑量率降為百分之一。
  3. 單位換算:1 mSv=1000 μSv;本題 5 mSv/h=5000 μSv/h。
  4. 5000 μSv/h 降到 0.5 μSv/h 是 10000 倍,距離比為平方根 100。
  5. 1 cm×100=100 cm=1 m,故選 A。
  6. 實務防護仍須同時考慮時間、距離、屏蔽、射束方向與工作場所規範。

參考資料

  1. Rapid internal and external dose magnitude estimation
  2. Radiation protection and safety of radiation sources: international basic safety standards