106年:醫物幅安(2)

考慮 X光與鐵、鋁或鉛作用,若 X光能量在康普吞效應( Compton effect )為主要效應的範圍內時,下列何者仍大約相等?

A半值層
B什一值層
C直線衰減係數
D質量衰減係數

詳細解析

本題觀念:

本題考查 X 光與物質的三種主要作用(光電效應、康普吞效應(Compton effect)、電子對效應)中,在康普吞效應為主要作用的能量範圍內,不同材料衰減特性的比較。關鍵物理概念:康普吞效應的質量衰減係數(mass attenuation coefficient)與原子序(Z)無關,對所有材料近似相等

選項分析

(A) 半值層(half-value layer, HVL) HVL 由線性衰減係數 μ\mu(cm⁻¹)決定:HVL=ln2/μ\text{HVL} = \ln 2 / \mu。線性衰減係數 μ=(μ/ρ)×ρ\mu = (\mu/\rho) \times \rho,其中 ρ\rho 為密度。鐵、鋁、鉛密度差異極大(鐵 7.87、鋁 2.70、鉛 11.34 g/cm³),因此即使質量衰減係數相近,HVL 仍不同。❌

(B) 什一值層(tenth-value layer, TVL) 與 HVL 同理,TVL = ln10/μ\ln 10 / \mu,同樣受密度影響,各材料不同。❌

(C) 直線衰減係數(linear attenuation coefficient, μ) μ=(μ/ρ)×ρ\mu = (\mu/\rho) \times \rho,線性衰減係數直接與材料密度有關,鐵、鋁、鉛密度差異大,因此 μ 值各不相同。❌

**(D) 質量衰減

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