高考申論題
114年
[輻射安全] 輻射度量
第 一 題
📖 題組：
三、一薄膜射源含有 Am-241（每次衰變釋出 1 個 α 粒子）與 Cl-36（每次衰變釋出 1 個 β 粒子），此兩核種自薄膜射源表面釋出的帶電粒子皆為每秒 1000 個，將此薄膜射源置入一「4π 無窗充氣式比例計數器」中，此比例計數器對帶電粒子的偵測效率是100%且對光子不敏感。（每小題 10分，共 20 分） 註：射源效率=（自射源表面射出的粒子數／射源內核種衰變產生的粒子數）。
三、一薄膜射源含有 Am-241（每次衰變釋出 1 個 α 粒子）與 Cl-36（每次衰變釋出 1 個 β 粒子），此兩核種自薄膜射源表面釋出的帶電粒子皆為每秒 1000 個，將此薄膜射源置入一「4π 無窗充氣式比例計數器」中，此比例計數器對帶電粒子的偵測效率是100%且對光子不敏感。（每小題 10分，共 20 分） 註：射源效率=（自射源表面射出的粒子數／射源內核種衰變產生的粒子數）。
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
請繪出此射源條件下，比例計數器操作電壓曲線（以每秒計數率為縱軸，電壓為橫軸）並說明此曲線。
思路引導 VIP
看到此題，首先應聯想到 α 與 β 粒子在氣體中『比游離（Specific Ionization）』能力的巨大差異，以及比例計數器『輸出脈衝高度與初始游離對數量成正比』的核心特性。接著利用固定鑑別值與電壓升高帶來氣體增殖效應的概念，推導出計數率曲線必定會隨電壓上升而呈現兩個明顯的階梯狀坪區（α 坪與 α+β 坪），並結合題目給定的數值標定縱軸計數率。
小題 (二)
若此薄膜射源對 Am-241 的 α 粒子的射源效率是 0.5，對 Cl-36 的 β 粒子的射源效率是 0.8，且此比例計數器量測系統有非麻痺型（nonparalyzable）無感時間 10 μs，請問此薄膜射源中 Am-241 及Cl-36 的活度各為幾 Bq？
思路引導 VIP
首先確認「活度（Activity）」的物理意義為單位時間內的核衰變數。根據題目給定的「表面釋出粒子數」與「射源效率」公式反推即可得到活度。同時需敏銳判斷出「無感時間（dead time）」為影響實測計數率的資訊，並不影響射源本身的物理活度。