107年:醫物幅安(1)

150 keV 的光子對銅的直線衰減係數為 1.98 cm⁻¹,鋁的直線衰減係數為 0.385 cm⁻¹。若150 keV 的X射束先通過5 mm 厚的銅板,然後再通過 8 mm 厚的鋁板,通過銅及鋁板的 X射束之透過率為多少?

A0.046
B0.136
C0.177
D0.273

詳細解析

本題觀念:

本題考查 X 射線(光子束)通過多層吸收材料時的**透過率(transmission)**計算,核心公式為 Beer-Lambert 定律(指數衰減定律):

T=eμxT = e^{-\mu x}

當光子束依序通過兩種不同材料時,總透過率等於各層透過率之乘積

Ttotal=eμ1x1×eμ2x2=e(μ1x1+μ2x2)T_{total} = e^{-\mu_1 x_1} \times e^{-\mu_2 x_2} = e^{-(\mu_1 x_1 + \mu_2 x_2)}

其中 μ\mu 為直線衰減係數(linear attenuation coefficient),單位 cm1\text{cm}^{-1}xx 為材料厚度(cm)。

選項分析

已知條件:

  • 銅(Cu):μCu=1.98 cm1\mu_{Cu} = 1.98 \text{ cm}^{-1},厚度 xCu=5 mm=0.5 cmx_{Cu} = 5 \text{ mm} = 0.5 \text{ cm}
  • 鋁(Al):μAl=0.385 cm1\mu_{Al} = 0.385 \text{ cm}^{-1},厚度 xAl=8 mm=0.8 cmx_{Al} = 8 \text{ mm} = 0.8 \text{ cm}

計算過程:

計算各層的 μx\mu x 乘積: μCuxCu=1.98×0.5=0.990\mu_{Cu} x_{Cu} = 1.98 \times 0.5 = 0.990

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