107年:醫物幅安(1)

在窄射束條件下,若增建因數值為 1.0 ,光子經過 3個鬆弛長度( relaxation length )後,其強度約減為初始值的多少?

A1/8
B1/9
C1/20
D1/40

詳細解析

本題觀念:

在窄射束(narrow beam)條件下,當增建因數(buildup factor)B = 1.0 時,光子強度遵循純指數衰減定律。鬆弛長度(relaxation length)等於平均自由路徑(mean free path),即線性衰減係數 μ 的倒數(λ=1/μ\lambda = 1/\mu)。計算通過 n 個鬆弛長度後的剩餘強度比例。

選項分析

物理原理:

窄射束、B = 1.0 時的衰減公式:

II0=eμx=ex/λ=en\frac{I}{I_0} = e^{-\mu x} = e^{-x/\lambda} = e^{-n}

其中 n=x/λn = x/\lambda 為通過的鬆弛長度數目。本題 n=3n = 3

II0=e3120.09120\frac{I}{I_0} = e^{-3} \approx \frac{1}{20.09} \approx \frac{1}{20}

(A) 1/8 — 對應 23=82^3 = 8,若採半值層(HVL)概念(每層降 50%),但 1 個鬆弛長度 ≠ 1 個 HVL。鬆弛長度每層降到 1/e37%1/e \approx 37\%,非 50%。錯誤

(B) 1/9 — 無標準物理依據,不對應任何整數鬆弛長度的 ene^{-n} 值。錯誤

(C) 1/20 — 對應 $e^{-3} \approx 0.0

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