高考申論題
105年
[輻射安全] 輻射劑量學
第 一 題
📖 題組：
10 MeV 光子入射水中，試用下表所提供的資訊，計算： (表格：氫與氧的 mass attenuation coefficients for 10 MeV, densities, Z, A)
10 MeV 光子入射水中，試用下表所提供的資訊，計算： (表格：氫與氧的 mass attenuation coefficients for 10 MeV, densities, Z, A)
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
水的電子密度為何？（el./kg）（5 分）
思路引導 VIP
計算物質的電子密度（單位質量內的電子數），核心思路是先找出該分子的「總電子數」與「莫耳質量」，再利用亞佛加厥常數進行橋接。看到單位要求是 el./kg，解題時務必記得將分子量從 g/mol 轉換為 kg/mol 以符合數量級要求。
小題 (二)
10 MeV 光子在水中的平均自由射程（Mean free path）及半值層（Half value layer）？（10 分）
思路引導 VIP
面對此題，應先想到利用化學式 (H₂O) 計算氫與氧的「質量分率」。接著運用布拉格加成法則 (Bragg's additivity rule) 結合表中的質量衰減係數，求出水的總質量衰減係數，再乘上水的密度得到線性衰減係數 (μ)。最後代入 MFP = 1/μ 與 HVL = ln(2)/μ 的定義公式即可求解。
小題 (三)
若有 70%的光子能量被水吸收，試計算水的 (μ_en/ρ) water, 10MeV 。（5 分）
思路引導 VIP
考生看到此題應首先聯想到『布拉格加成法則 (Bragg's additivity rule)』來計算化合物(水)的質量衰減係數，接著利用『質量能量吸收係數』的定義，將衰減係數乘上能量吸收比例（70%）。最後務必記得將常用單位 cm²/g 轉換為國際標準單位 m²/kg，並扣緊題意與核心考點，說明 CPE 下劑量與克馬的關係。