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高考申論題 108年 [輻射安全] 放射物理學

第 一 題

📖 題組:
使用 125I 核種粒永久植入(permanent implant)攝護腺治療,已知 125I 的半衰期為 59.4 天,植入時攝護腺的初始劑量率為 6.8×10^-2 Gy·h^-1,請問:(一)整個療程,攝護腺的吸收劑量為何?(二)第一個月(以 30 天計算)內的吸收劑量占整個療程劑量的百分比?(15 分)
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

整個療程,攝護腺的吸收劑量為何?

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看到永久植入(permanent implant)題型,首先聯想到總吸收劑量為初始劑量率從時間 0 到無限大的積分,即等於初始劑量率乘上平均壽命(τ = 1.44 × T_1/2)。解題關鍵在於必須將半衰期的時間單位(天)轉換為與劑量率相同(小時),再代入公式計算。

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【解題思路】利用放射性同位素衰變的總吸收劑量積分公式 $D_{\infty} = \dot{D}_0 \times \tau$ ($\tau$ 為平均壽命),並將時間單位統一後進行數值計算。 【詳解】 已知:

小題 (二)

第一個月(以 30 天計算)內的吸收劑量占整個療程劑量的百分比?

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看到求特定時間內的劑量佔總療程劑量百分比時,應立即聯想放射性核種衰變的累積劑量公式 $D(t) = D_{total}(1 - e^{-\lambda t})$。本題的核心在於理解劑量累積比例等同於核種衰變比例,因此不需使用初始劑量率,直接代入半衰期與經過時間即可求解。

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【解題關鍵】特定時間內的累積吸收劑量與總劑量之比值,等同於該時間內核種衰變的比例,公式為 $\frac{D(t)}{D_{total}} = 1 - e^{-\lambda t}$。 【解答】 Step 1:確立物理量與公式關係

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