高考申論題
110年
[輻射安全] 放射物理學
第 一 題
📖 題組：
一、有一顆帶有 5 MeV 動能的電子入射至體積 V、質量 m 的介質，離開介質時帶走 1 MeV 的動能。電子在行經介質時產生出 2 MeV 的制動 x 射線，該 x 射線從介質中逃逸出去。已知克馬（kerma）= $\frac{d\epsilon_{tr}}{dm}$ ，碰撞克馬（collision kerma）= $\frac{d\epsilon_{tr}^n}{dm}$ ，吸收劑量（absorbed dose）= $\frac{d\epsilon}{dm}$ ，試求下述物理量：（15 分） (一) $\epsilon_{tr}$ (二) $\epsilon_{tr}^n$ (三) $\epsilon$
一、有一顆帶有 5 MeV 動能的電子入射至體積 V、質量 m 的介質，離開介質時帶走 1 MeV 的動能。電子在行經介質時產生出 2 MeV 的制動 x 射線，該 x 射線從介質中逃逸出去。已知克馬（kerma）= $\frac{d\epsilon_{tr}}{dm}$ ，碰撞克馬（collision kerma）= $\frac{d\epsilon_{tr}^n}{dm}$ ，吸收劑量（absorbed dose）= $\frac{d\epsilon}{dm}$ ，試求下述物理量：（15 分） (一) $\epsilon_{tr}$ (二) $\epsilon_{tr}^n$ (三) $\epsilon$
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
(一) $\epsilon_{tr}$
思路引導 VIP
看到此題，首先要注意入射粒子為「電子（帶電游離輻射）」。在醫學物理的嚴格定義（ICRU）中，Kerma 及其相關物理量（如 ε_tr）僅適用於「不帶電粒子（如光子）」，故正規概念應為 0。但面對計算題，必須同時寫出「廣義能量轉移（初級粒子總能量損失）」的計算，即利用入射動能扣除穿出動能，展現完整的物理思維與解題彈性。
小題 (二)
(二) $\epsilon_{tr}^n$
思路引導 VIP
看到題目要求計算電子入射時的 $\epsilon_{tr}^n$（淨轉移能量），必須立刻警覺這是一個經典的醫學物理定義陷阱題。依據 ICRU 規範，克馬（Kerma）與轉移能量相關的物理量僅定義且適用於「不帶電游離輻射」（如光子、中子），對於直接游離的帶電粒子（如電子），其值應判斷為 0。
小題 (三)
(三) $\epsilon$
思路引導 VIP
吸收能量（$\epsilon$）的定義是進入介質體積的總輻射能量減去離開該體積的總輻射能量。計算時需將入射電子的初始動能，扣除離開電子的剩餘動能與逃逸的制動輻射光子能量，即可求得介質實際吸收的能量。