高考申論題
108年
[核子工程] 輻射度量
第 一 題
📖 題組:
下圖為二種偵檢器之 X 光能譜圖,
下圖為二種偵檢器之 X 光能譜圖,
📝 此題為申論題,共 3 小題
小題 (一)
請計算此二偵檢器之能量分辨率各為何?(8 分)
思路引導 VIP
看到能譜圖求能量分辨率,應直覺聯想到公式 R = (FWHM / H0) × 100%。解題關鍵在於精確讀圖:先找出兩條曲線的「最高計數率」並對應至 X 軸取得「中心能量 (H0)」,接著將最高計數率除以 2 得到「半高計數率」,最後在該高度讀取左右交點的 X 軸差值以求得半高寬 (FWHM) 並代入公式計算。
小題 (二)
試問使用此二偵檢器於乳房攝影檢查,各有何優缺點?(6 分)
思路引導 VIP
看到此題,應先從能譜圖差異推論偵檢器的物理特性:Detector #1 缺乏高能尾部,推斷為「較薄」之偵檢器;Detector #2 對高能光子仍有吸收,推斷為「較厚」之偵檢器。接著,緊扣「乳房攝影」的核心需求(需要極高『空間解析度』來尋找微鈣化點,且使用『低能量 X 光』),將偵檢器厚度與空間解析度、量子偵測效率(DQE)的互斥關係(Trade-off)代入,即可有條理地列出各自的優缺點。
小題 (三)
試問使用此二偵檢器於電腦斷層攝影,各有何優缺點?(6 分)
思路引導 VIP
- 觀察圖形特徵:Detector #1 的能譜峰較窄、半高寬(FWHM)小,代表其「能量解析度」佳;Detector #2 的峰較寬平,代表能量解析度較差。2. 連結至 CT 應用:高能量解析度偵檢器(如光子計數偵檢器 PCD)能做能譜分析、減少假影,但易受高計數率下的脈衝堆疊影響;低解析度偵檢器(如傳統能量積分偵檢器)則成本低、能承受高光子通量。3. 依據此物理特性,分別論述兩者作為 CT 偵檢器時的優缺點。