高考申論題
106年
[輻射安全] 輻射劑量學
第 一 題
📖 題組：
四、有一 Farmer-型游離腔置於水假體中的水面下 2.5 cm 處，以直線加速器輸出 6 MV 的 x 光射束照射 100 s，測得電容為 560 pF，受照射後跨過游離腔的電壓差為 115 V，試計算： (一)若所有的游離電荷都被 Farmer-型游離腔收集，則照射後游離腔內產生之電流為何？（5 分） (二)若空氣的 (W / e)_air 為 33.97 eV/i.p. ，則收集到電荷相對於離子對數目為何？（5 分） (三)已知能量 6 MeV 的單能電子射束，在水面下 2.5 cm 處，截止能量 Δ 為 10 keV 的水對空氣的平均限制阻擋本領比為 1.120，則水的吸收劑量率（Gy/min）為何？（10 分）
四、有一 Farmer-型游離腔置於水假體中的水面下 2.5 cm 處，以直線加速器輸出 6 MV 的 x 光射束照射 100 s，測得電容為 560 pF，受照射後跨過游離腔的電壓差為 115 V，試計算： (一)若所有的游離電荷都被 Farmer-型游離腔收集，則照射後游離腔內產生之電流為何？（5 分） (二)若空氣的 (W / e)_air 為 33.97 eV/i.p. ，則收集到電荷相對於離子對數目為何？（5 分） (三)已知能量 6 MeV 的單能電子射束，在水面下 2.5 cm 處，截止能量 Δ 為 10 keV 的水對空氣的平均限制阻擋本領比為 1.120，則水的吸收劑量率（Gy/min）為何？（10 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
若所有的游離電荷都被 Farmer-型游離腔收集，則照射後游離腔內產生之電流為何？（5 分）
思路引導 VIP
本題測驗基礎的游離腔電學信號轉換。看到電容與電壓差，應直覺聯想電荷量公式 Q = C × ΔV 求出收集的總電荷量，接著再以電流定義式 I = Q / t，將總電荷量除以照射時間，即可求得游離腔內產生的平均電流。
小題 (二)
若空氣的 (W / e)_air 為 33.97 eV/i.p. ，則收集到電荷相對於離子對數目為何？（5 分）
思路引導 VIP
本題重點在於理解電荷量與微觀離子對數目的物理轉換關係。先利用電容電荷公式 Q = C × ΔV 計算游離腔收集的總電荷量，再將總電荷量除以基本電荷常數 e，即可求得對應的離子對數目。題目給定的 (W/e) 參數在此子題中為干擾資訊或供後續劑量計算使用。
小題 (三)
已知能量 6 MeV 的單能電子射束，在水面下 2.5 cm 處，截止能量 Δ 為 10 keV 的水對空氣的平均限制阻擋本領比為 1.120，則水的吸收劑量率（Gy/min）為何？（10 分）
思路引導 VIP
看到游離腔量測的電容與電壓差，首先利用 Q = C×ΔV 計算總收集電荷與電流。接著需熟記 W/e 的單位轉換，將電荷量轉為能量沉積以求得空氣劑量。最後根據 Spencer-Attix 腔室理論乘上阻擋本領比轉換為水劑量，若題目未給定空氣質量，建議列出代數通式並假設標準 Farmer 腔體積（0.6 cm³）進行試算，同時別忘記論述 CPE 的物理意義以符合計分要求。