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高考申論題 107年 [輻射安全] 輻射安全

第 一 題

📖 題組：
混泥土壁（牆壁厚度為 0.72m）的房間內裝置有一部 1500Ci 的遠隔治療機（如圖），射源與北面牆的距離為 4m，北面牆後是劑量限值為 100mrems/wk 的控制室。射源與西面牆的距離為 4m，西面牆後是劑量限值為 2mrems/wk 的公共停車場（占用因素為 1/4）。在治療進行時，有用射束朝向北面牆與西面牆的時間分別為每周 6 小時與 2小時。假設射源為點射源且只考慮到主射束的屏蔽， (一)請計算北面控制室牆面還要加幾公分的鉛屏蔽，才會符合劑量限值？（10 分） (二)請計算西面停車場牆還要加幾公分的鉛屏蔽，才會符合劑量限值？（10 分） ［60Co 暴露率常數 Γ=1.32 R·m^2/Ci·hr，混泥土與鉛的半值層分別為 6cm 和 1.06cm］
題組圖片
📝 此題為申論題，共 2 小題

小題 (一)

請計算北面控制室牆面還要加幾公分的鉛屏蔽，才會符合劑量限值？（10 分）

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本題為標準的游離輻射屏蔽計算。解題關鍵在於利用距離的平方反比定律計算出未屏蔽前到達評估點的輻射劑量，並根據目標劑量限值求出總共需要的半值層（HVL）數量，最後扣除現有混凝土牆提供的 HVL 數，即可得需加裝的鉛屏蔽厚度。

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【解題關鍵】利用屏蔽設計公式與半值層（HVL）概念，計算達到目標劑量限值所需補充的鉛厚度。 【解答】 計算步驟：

小題 (二)

請計算西面停車場牆還要加幾公分的鉛屏蔽，才會符合劑量限值？（10 分）

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  1. 先依據點射源距離平方反比定律，計算射源在西面牆外（需考慮牆厚）的無屏蔽每週暴露劑量。2. 計算現有 72cm 混凝土牆所能提供的半值層（HVL）衰減倍數，得出牆外的實際劑量。3. 將實際劑量與法規限值比較，求出需額外增加的鉛屏蔽半值層數，進而推算厚度。
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【解題關鍵】利用點射源距離平方反比定律及半值層（HVL）衰減公式 $P = \frac{\Gamma \cdot A \cdot t \cdot T}{d^2} \cdot (\frac{1}{2})^n$ 進行防護屏蔽計算。 【解答】 計算：

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