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高考申論題 114年 [輻射安全] 放射物理學與輻射劑量學

第 一 題

📖 題組:
某醫療設施欲對一個 10 mCi 的 P-32 點源進行屏蔽。請問:
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

若欲完全阻擋該源所釋放的 β⁻粒子,至少需要多少壓克力(polymethyl methacrylate, PMMA)厚度作為主要屏蔽層?(5 分)

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看到貝他屏蔽計算,首先要聯想到該核種(P-32)的最大能量(E_max),並代入貝他粒子的最大射程經驗公式求出『質量厚度 (g/cm²)』。接著,將質量厚度除以屏蔽材質(壓克力)的密度,即可求得實際所需的物理厚度。

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【解題關鍵】確認 P-32 之最大貝他能量,代入貝他射程經驗公式求出質量射程,再轉換為壓克力厚度。 【詳解】 已知:

小題 (二)

在該厚度之壓克力外緣處,由於 bremsstrahlung 造成的光子輻射對人體組織的吸收劑量率(Gy/h)為何?假設點源幾何,並以平均 β 能量估算。(10 分)

思路引導 VIP

  1. 看到「純 β 射源 P-32 加上壓克力屏蔽」,應直覺聯想到低 Z 物質屏蔽主要考量為制動輻射(Bremsstrahlung)的光子劑量。
  2. 題意要求「假設點源幾何,並以平均 β 能量估算」,因題目未明示壓克力厚度,需先利用經驗公式求出壓克力完全阻擋 β 射線的射程(厚度 d),將其作為距離平方反比定律的半徑。
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【解題思路】利用經驗公式求出 P-32 在壓克力中的最大射程作為屏蔽厚度,計算制動輻射產率,並結合距離平方反比定律與組織質量能量吸收係數推算吸收劑量率。 【詳解】 已知:

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