高考申論題
105年
[輻射安全] 放射物理學
第 一 題
📖 題組:
四、已知射源的活度為 2 Ci,其發射光子能量為 hv(MeV),空氣質量吸收係數為(μab/ρ)air(m2/kg),1 R = 0.00873 J/kg-air。試求: ㈠距離射源 1 米處每小時光子通量(光子數/m2hr)?(10 分) ㈡此處之暴露率(R/hr)?(10 分) ㈢此處的 Γ 值(Rm2/hrCi)?(10 分)
四、已知射源的活度為 2 Ci,其發射光子能量為 hv(MeV),空氣質量吸收係數為(μab/ρ)air(m2/kg),1 R = 0.00873 J/kg-air。試求: ㈠距離射源 1 米處每小時光子通量(光子數/m2hr)?(10 分) ㈡此處之暴露率(R/hr)?(10 分) ㈢此處的 Γ 值(Rm2/hrCi)?(10 分)
📝 此題為申論題,共 3 小題
小題 (一)
距離射源 1 米處每小時光子通量(光子數/m2hr)?(10 分)
思路引導 VIP
本題測驗活度(Activity)與光子通量(Photon fluence)的轉換。解題關鍵在於先將射源活度(Ci)轉換為每小時發射的總光子數,接著利用點射源的平方反比定律,將總光子數均勻分佈於半徑為 1 公尺的球體表面積(4πr²),即可求得單位面積上的光子通量。
小題 (二)
此處之暴露率(R/hr)?(10 分)
思路引導 VIP
計算暴露率的關鍵在於建立『光子通量 → 能量通量 → 空氣吸收劑量 → 暴露率』的物理轉換鏈。先將射源活度轉換為每小時發射光子數,乘上光子能量(換算為焦耳)得到能量通量,再利用空氣質量吸收係數求出每公斤吸收的焦耳數,最後除以侖琴的能量定義值即可得解。
小題 (三)
此處的 Γ 值(Rm2/hrCi)?(10 分)
思路引導 VIP
利用特定加馬射線常數(Specific gamma-ray constant, Γ)的物理定義式 Γ = (Ẋ·r²)/A,這是一個僅與核種發射光子能量及空氣吸收特性有關的常數。將前一小題推導出的暴露率公式代入,消去活度與距離變數,即可得到純參數的常數表達式。