106年:放射器材(1)

有關半導體偵檢器( semiconductor detectors )與氣體游離腔( ionization chamber )的比較,何者錯誤?

A能量解析度半導體偵檢器優於氣體游離腔
B訊號靈敏度半導體偵檢器優於氣體游離腔
C輻射阻擋本領能力( stopping power )氣體游離腔優於半導體偵檢器
D氣體游離腔的製作成本較半導體偵檢器便宜

詳細解析

本題觀念:

本題考查半導體偵檢器(semiconductor detector)與氣體游離腔(ionization chamber)在輻射偵測性能上的比較,包括能量解析度、訊號靈敏度、阻擋本領(stopping power)及製作成本。本題為反向題,問「何者錯誤」。

選項分析

(A) 能量解析度半導體偵檢器優於氣體游離腔
正確陳述。半導體偵檢器產生一個電子-電洞對所需能量約 3.5 eV,而氣體游離腔約需 30 eV 才能產生一個離子對。所需能量越低,每 MeV 輻射所生成的電荷對越多,統計波動越小,因此能量解析度(energy resolution)更好。

(B) 訊號靈敏度半導體偵檢器優於氣體游離腔
正確陳述。半導體材料密度比氣體高 2000–5000 倍,偵測效率大幅提升,靈敏度遠優於氣體游離腔。

(C) 輻射阻擋本領(stopping power)氣體游離腔優於半導體偵檢器
錯誤陳述(正確答案)。事實上正好相反:半導體偵檢器材料密度遠高於氣體,其停止功率(stopping power)遠優於氣體游離腔。氣體密度極低,對 X 射線及 γ 射線的停止能力遠不及固態半導體材料。

(D) 氣體游離腔的製作成本較半導體偵檢器便宜
正確陳述。氣體游離腔結構相

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