保健物理學(xué)-輻射安全1-1核種、衰變、輻射線原子質(zhì)量單位原子質(zhì)量單位(atomicmassunit,amu)：一個(gè)12C原子質(zhì)量的1/12為1amu。1amu＝1.66×10-27kg。

經(jīng)質(zhì)能互換，1amu相當(dāng)于

E＝mc2＝(1.66053×10-27kg)×(2.997925×108ms-1)2

＝1.492×10-10J/(1.6022×10-13J/1MeV)≒931.5MeV。

電子伏特電子伏特(electronvolt,eV)：一個(gè)電子以1V的電位差加速1m時(shí)，所呈現(xiàn)或所具有之能量為1eV。1eV＝1.6×10-19J。

電子束縛能：約eV(外層軌域)至keV(內(nèi)層軌域)級(jí)。核子平均束縛能：~8MeV。K電子與核子的平均束縛能元素能量(keV)核種能量(MeV)11Na1.074He7.126Fe7.1124Na8.453I33.256Fe8.874W69.593Sr8.782Pb88.0140Xe8.492U116236U7.6核子平均束縛能質(zhì)能互換(Ex)【4】電子的靜止質(zhì)量可轉(zhuǎn)換為0.511MeV的能量，若以質(zhì)量單位來(lái)表示則相當(dāng)于多少公斤？(

1.4904×10-10

8.176×10-14

1.6749×10-27

9.1×10-31)?！?2.1.放射師檢覈】【1】已知一個(gè)粒子的質(zhì)量為1.008665amu，則此粒子最有可能為(

中子

電子

微中子

12C原子)?！?2.1.放射師檢覈】【4】根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能互換公式，一公斤的物質(zhì)相當(dāng)于多少能量？(0.511MeV

931.5MeV

9×1013J

9×1016J)。【92.1.放射師專技高考】核力將質(zhì)子與中子視為同類粒子。

一般為吸引力，比電磁力約大35倍。

為短程力，當(dāng)粒子間的距離小于質(zhì)子半徑的2/3時(shí)，為斥力，當(dāng)粒子間的距離大于質(zhì)子半徑的4倍時(shí)，可忽略不計(jì)。

穩(wěn)定核種質(zhì)子與中子比例須適中：Z/N值太大，進(jìn)行電子捕獲或

+衰變；Z/N值太小，進(jìn)行

-衰變；Z<20時(shí)，Z/N≒1；Z越大，Z/N的值則越小。質(zhì)子與中子比例雖適中，但質(zhì)子與中子數(shù)不得同時(shí)為奇數(shù)，如40K(Z=19)，可能進(jìn)行

-衰變(89.3%)形成40Ca(Z=20)，亦可能進(jìn)行電子捕獲(10.7%)或

+衰變(0.001%)形成40Ar(Z=18)。原子序不得大于83，因核內(nèi)正電斥力過大，將進(jìn)行

衰變。衰變后子核不得處于介穩(wěn)態(tài)，因可進(jìn)行加馬(

)遞移或內(nèi)轉(zhuǎn)換。奇偶律Z=8、10、12時(shí)，分別有幾個(gè)穩(wěn)定的核種？

Z=7、9、11、13時(shí)，分別有幾個(gè)穩(wěn)定的核種？N=17、19、21、23時(shí)，分別有幾個(gè)穩(wěn)定的核種？

N=18、20、22時(shí)，分別有幾個(gè)穩(wěn)定的核種？已知自然界共約有275種穩(wěn)定核種。其中，約60%為中子與質(zhì)子均為偶數(shù)者；40%為中子或質(zhì)子為偶數(shù)者；只有6種核種(2H、6Li、10B、14N、50V、180Ta)是中子與質(zhì)子均為奇數(shù)者。

天然放射性核種極長(zhǎng)半衰期(地球壽命約46億年)核種：例如

40K。衰變系列成員：釷系(4n)：232Th→...→208Pb。镎系(4n+1)：237Np→...→209Bi(所有成員皆已衰變)。鈾系(4n+2)：238U→...→226Ra→222Rn→...→206Pb。錒系(4n+3)：235U→...→207Pb。3H與14C：宇宙射線與大氣層中14N作用所生成。放射性核種(Ex)【4】有關(guān)不穩(wěn)定的原子核，下列敘述何者正確？(

電子捕捉(Electroncapture)在能量的考量上是不可能的

原子核之束縛能超過8MeV

它們有奇數(shù)個(gè)中子或質(zhì)子

中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)之比超過1.6)?！?1.1.放射師檢覈】【2】下列何者不是天然的放射性核種？(

K-40

Rb-88

U-238

Th-232)。【93.1.輻射安全證書專業(yè)】

【3】比較下列核種每一核子之束縛能的大小，以何者最大？(

6Li

12C

60Co

238U)?！?3.1.放射師檢覈】

天然放射性核種(Ex)【1】下列何者不為天然輻射源？(

Co-60

K-40

U-235

U-238)?！?8.2.輻防初級(jí)基本】

【1】氡是很熱門的話題，是由于(

導(dǎo)致肺癌

預(yù)測(cè)地震

預(yù)測(cè)山崩

發(fā)射阿伐粒子)?！?9.1.輻防中級(jí)基本】

【1】空氣中的碳14是如何形成的？(

宇宙射線

土壤中擴(kuò)散出來(lái)

水中擴(kuò)散出來(lái)

人工放射性核種)?！?9.2.輻防初級(jí)基本】

天然放射性核種(Ex)【1】氡222屬于那一系列核種？(

鈾系

釷系

錒系

鈽系)?！?9.2.輻防初級(jí)基本】

【1】空氣中的Rn-222是由那一個(gè)母核蛻變而來(lái)的？(

U-238

U-237

U-235

U-233)?！?9.3.輻防初級(jí)基本】

【3】我們身體內(nèi)皆含有的天然核種是：(

I-131

I-133

K-40

K-41)。【89.3.輻防初級(jí)基本】

天然放射性核種(Ex)【3】空氣中的碳14與宇宙射線的什么輻射有關(guān)？(

m粒子

p粒子

中子

阿伐粒子)。【90.2.輻防初級(jí)基本】

【2】以下那一核種的半衰期最長(zhǎng)？(

14C

40K

137Cs

90Sr)?！?0.2.輻防初級(jí)基本】

【3】大氣中存在的核種，對(duì)肺部劑量貢獻(xiàn)最大者為何？(

碳14

氪85

氡222

氚3)?！?0.2.操作初級(jí)基本】

背景輻射(Ex)【4】目前地球上的40K，主要存在的原因是？(

4n系列最終衰變至40K

人工加速器不斷制造產(chǎn)生

宇宙射線和氬氣作用不斷產(chǎn)生40K

其半衰期和地球壽命相當(dāng))?！?2.2.放射師檢覈】

【1】有關(guān)臺(tái)灣地區(qū)背景輻射的描述，下列何者正確？(

背景值約為0.1mSv/h

鉀40為主要背景輻射來(lái)源

平均值比世界平均來(lái)的稍高

地表宇宙射線強(qiáng)度約占背景輻射的一半)?！?3.2.放射師檢覈】

衰變能量(I)226Ra→222Rn＋

[注：Ra與Rn的Z分別為88與86]，Q值為4.88MeV，求Rn與

的能量。假設(shè)222Rn的能量，質(zhì)量與速度分別為E1、M1與V1，

的質(zhì)量與速度分別為M2與V2，則

能量守恒:(1/2)(M1V12)＋(1/2)(M2V22)＝Q--(1)

動(dòng)量守恒:M1V1＝M2V2-------------------------(2)222Rn能量為E1＝Q[M2/(M1＋M2)]＝86.4keV

能量為E2＝Q[M1/(M1＋M2)]＝4.79MeV

衰變能量(II)32P(Z=15)與32S(Z=16)原子的質(zhì)量分別為31.973909與31.972073amu，求32P→32S＋

-＋

的衰變能量(即Q值)。(31.973909－15m0)－(31.972073－16m0＋m0)＝0.001836amu。

0.001836amu×(931.5MeV/1amu)＝1.71MeV。

衰變能量主要由

-與反微中子共同攜帶，均為連續(xù)能量。

衰變能量(III)13N(Z=7)原子質(zhì)量為13.0057388amu，13C(Z=6)原子質(zhì)量為13.0033551amu)，求13N→13C＋

+＋

的Q值。Q=(13.0057388-7m0)-(13.0033551-6m0＋m0)=0.0023837-2m0=0.0023837amu×(931.5MeV/1amu)-1.022MeV=1.198MeV此衰變反應(yīng)之Q值(1.198MeV)，由

+與微中子共同攜帶，

+與微中子均為連續(xù)能量，即

+粒子最大動(dòng)能為1.198MeV。衰變能量(III續(xù))母核能量中，須消耗0.511MeV于質(zhì)子轉(zhuǎn)為中子的質(zhì)虧所需，另須消耗0.511MeV于形成

+之質(zhì)量，故母核與子核之能階差(由質(zhì)量轉(zhuǎn)換)，需大于1.022MeV，才能進(jìn)行

+衰變。此例中，母核與子核之質(zhì)量差(換算為1.709MeV)，扣除0.511MeV(

+之質(zhì)量)，才是衰變反應(yīng)之Q值(1.198MeV)。

+粒子失去動(dòng)能后，將與負(fù)電子互毀，形成互毀輻射(共1.022MeV)。衰變能量(IV)Z/N比值太大的原子核亦可逕由電子軌域中捕獲電子(K層電子被捕獲機(jī)率最大)，使質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶?，?Be→7Li＋

，衰變能量則由

所攜帶[注：Be與Li的原子序分別為4與3]。母核與子核之能階差，大于1.022MeV者，可能進(jìn)行電子捕獲或

+衰變達(dá)到穩(wěn)定；能階差小于1.022MeV者，只能進(jìn)行電子捕獲達(dá)到穩(wěn)定。電子捕獲后，內(nèi)層電子軌域出現(xiàn)電子洞，外層或自由電子將補(bǔ)進(jìn)此電子洞，能階能量將以生成鄂惹電子或特性輻射方式釋出。衰變能量(V)伴隨衰變后子核仍處于激發(fā)態(tài)者，可進(jìn)行

遞移(含同質(zhì)異能遞移)或內(nèi)轉(zhuǎn)換，如226Ra→222Rn＋

式中，94.5%不會(huì)釋出

或進(jìn)行內(nèi)轉(zhuǎn)換，5.5%會(huì)釋出能量為0.18MeV之

或進(jìn)行內(nèi)轉(zhuǎn)換。內(nèi)轉(zhuǎn)換指核內(nèi)能量全部交給電子軌域之內(nèi)層電子，沒有

的釋出，僅有具固定能量的內(nèi)轉(zhuǎn)換電子因被游離而伴隨衰變產(chǎn)生。同質(zhì)異能遞移指介穩(wěn)態(tài)子核陸續(xù)進(jìn)行

遞移與內(nèi)轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象，如99mTc。

衰變圖譜(I)226Ra222Rna2g4.78594.5%4.6025.5%4.785a10.18603.3%衰變圖譜(II)42K42Cab-b-g3.52MeV82%2.00MeV18%1.52MeV衰變圖譜(III)22Na22Neb+g100%2.8421.820EC1.27510.2%0.545,89.8%02mc2衰變的計(jì)算(Ex)一個(gè)Np-237蛻變至穩(wěn)定的Pb-209，前者原子序?yàn)?3，后者為82，共發(fā)射出a個(gè)阿伐粒子和b個(gè)貝他粒子，則a+b=？ 質(zhì)量數(shù)共減少237-209=28

28/4=7個(gè)阿伐粒子→Z減少14

93-82=11→Z只減少11

仍需貝他衰變次數(shù)為14-11=3

∴a+b=7+3=10衰變(Ex)【2】下列何者會(huì)造成電子軌道上的空洞？(

成對(duì)發(fā)生

電子捕獲

b蛻變

制動(dòng)輻射)。【90.1.放射師檢覈】【2】在a衰變中，衰變能量Q大部分轉(zhuǎn)化為：(

子核的動(dòng)能

a粒子的動(dòng)能

子核的位能

a粒子的位能)?！?2.2.放射師專技高考】【2】226Ra蛻變至222Rn的基態(tài)釋出4.88MeV的能量，試問下列哪一種能量分配的方式正確？(

a獲得0.09MeV，222Rn獲得4.79MeV

a獲得4.79MeV，222Rn獲得0.09MeV

a及222Rn各獲得2.44MeV

a、222Rn及微中子各獲得1.63MeV)?！?0.1.放射師檢覈】衰變(Ex)【4】同質(zhì)異能遞移(isomerictransition)后，母原子核的質(zhì)子數(shù)(Z)及質(zhì)量數(shù)(A)的變化為(

Z+1，A不變

Z-1，A不變

Z-1，A+1

Z不變，A不變)。【91.1.放射師檢覈】【2】b+衰變后，母原子核的質(zhì)子數(shù)(Z)及質(zhì)量數(shù)(A)的變化為(

Z+1，A不變

Z-1，A不變

Z-1，A+1

Z+1，A-1)。【91.1.放射師檢覈】【1】若a、b、c、d分別代表內(nèi)轉(zhuǎn)換伴隨放出特性X射線、內(nèi)轉(zhuǎn)換時(shí)不放出微中子、鄂惹效應(yīng)時(shí)放出鄂惹電子與微中子、K電子捕獲時(shí)不放出鄂惹電子，則下列有關(guān)蛻變的敘述，正確的組合為何？(

a+b

c+d

a+d

b+c)?！?1.2.放射師檢覈】衰變(Ex)【1】電子衰變(bparticledecay)所放出的b粒子可攜帶各種不同的動(dòng)能，而非單一能量，主要是因?yàn)椋?

有微中子伴隨產(chǎn)生

部份能量被原核種分享

b粒子釋放過程與其他粒子再度碰撞損失部分能量

核衰變所釋放能量本來(lái)即為連續(xù)能譜)。【91放射師專技高考】【4】以熱中子撞擊U-235原子核可能產(chǎn)生核分裂反應(yīng)，每次U-235核分裂反應(yīng)后，下述那種敘述較正確？(

產(chǎn)生約80種的放射性分裂產(chǎn)物

放出200keV的能量

平均放出1至2個(gè)熱中子

放出

及

射線)?！?1.1.輻防中級(jí)基本】

【1】235U(Z=92)在原子爐反應(yīng)分裂最后形成90Zr(Z=40)及143Nd(Z=60)，請(qǐng)問該反應(yīng)包含幾次b-衰變？(

8

6

4

2)?！?2.2.放射師專技高考】衰變(Ex)【3】有關(guān)電子捕獲的放射性蛻變，下列敘述何者不正確？(

中子不足的原子核較易發(fā)生

最易被捕獲的電子為K電子

母核能量必須高出子核能量1.02MeV

子核之原子序比母核少1)。【93.2.放射師檢覈】

【3】原子序?yàn)閆與質(zhì)量數(shù)為A的原子核行放射性衰變后，其原子序與質(zhì)量數(shù)之相關(guān)性，下述何者錯(cuò)誤？衰變形式、衰變后的原子序、衰變后的質(zhì)量數(shù)(

a、Z-2、A-4

b+、Z-1、A

EC、Z+1、A

核異構(gòu)過渡(isomerictransition)、Z、A)。鄂惹電子與特性輻射原子的內(nèi)層電子軌域出現(xiàn)電子洞(源于電子捕獲、游離、激發(fā)、內(nèi)轉(zhuǎn)換等)時(shí)，外層或自由電子將補(bǔ)進(jìn)此電子洞，此時(shí)將有多余能階能量生成，此能量若被更外層電子所吸收，此更外層電子將被游離，此被游離的電子稱為鄂惹電子；此能量若以光子的形式釋放，此光子稱為特性輻射。內(nèi)轉(zhuǎn)換電子與

放射性母核衰變時(shí)，可能會(huì)先衰變到子核的激發(fā)態(tài)，當(dāng)此子核自激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時(shí)，多余的能量若被核外電子所吸收，此電子將被游離，此現(xiàn)象稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換，此被游離的電子稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換電子；此能量若以光子的形式釋放，此過程稱為

遞移，此過程釋出的光子稱為

。熒光產(chǎn)率與內(nèi)轉(zhuǎn)換額熒光產(chǎn)率：當(dāng)K層軌域出現(xiàn)電子洞時(shí)，每個(gè)K電子洞產(chǎn)生X光的數(shù)目。內(nèi)轉(zhuǎn)換額：當(dāng)核發(fā)生遞移時(shí)，內(nèi)轉(zhuǎn)換電子數(shù)與

光子數(shù)之比值。通常原子序越大的原子，當(dāng)K層軌域出現(xiàn)電子洞時(shí)，X光產(chǎn)率越高；通常原子序越大的原子，當(dāng)核發(fā)生遞移時(shí)，越容易產(chǎn)生內(nèi)轉(zhuǎn)換電子。

K輻射當(dāng)K層軌域出現(xiàn)電子洞，外層或自由電子將補(bǔ)進(jìn)此K電子洞，此時(shí)能階能量若以光的形式釋放，此輻射稱為K輻射。當(dāng)K層軌域出現(xiàn)電子洞，若L層電子補(bǔ)進(jìn)此K電子洞且釋出特性輻射，此輻射稱為Ka。若L層的最內(nèi)層電子(LI)補(bǔ)進(jìn)此電子洞且釋出特性輻射，此輻射稱為Ka1。KLM與KLL鄂惹電子當(dāng)K層軌域出現(xiàn)電子洞，若L層電子補(bǔ)進(jìn)此K電子洞且能階能量將M層電子游離，此電子為KLM鄂惹電子。同理，當(dāng)K層軌域出現(xiàn)電子洞，若L層電子補(bǔ)進(jìn)此K電子洞且能階能量將L層電子游離，此電子則稱為KLL鄂惹電子。鄂惹電子與特性輻射(Ex)同一原子之Ka-X光的能量，較KLLAuger電子的能量大?！?9.2.輻防初級(jí)基本】【3】M層電子躍遷至L層所產(chǎn)生之能階能量再將N層的電子游離出來(lái)，這種電子稱為何種鄂惹電子？(

NML

MLN

LMN

LNM)?！?0放射師專技高考】

【4】特性輻射Kb是電子由何層掉至何層所產(chǎn)生的？(

N→K

K→L

K→M

M→K)?！?8.1.輻防初級(jí)基本】

熒光產(chǎn)率與內(nèi)轉(zhuǎn)換額(Ex)【1】物質(zhì)的熒光產(chǎn)率(Fluorescentyield)愈小，產(chǎn)生的什么愈多？(

鄂惹(Auger)電子

內(nèi)轉(zhuǎn)換(internalconversion)電子

紫外線

雷射)?！?3.1.放射師檢覈】

【2】關(guān)于內(nèi)轉(zhuǎn)換(internalconversion，IC)的敘述，下列何者正確？(

內(nèi)轉(zhuǎn)換是指能量轉(zhuǎn)換為X光

內(nèi)轉(zhuǎn)換常伴隨著鄂惹電子(Augerelectron)

內(nèi)轉(zhuǎn)換電子具有連續(xù)的能量

內(nèi)轉(zhuǎn)換產(chǎn)率愈小，X光子產(chǎn)量愈少)?！?3.1.放射師檢覈】

輻射線(I)廣義而言，可分為游離輻射(一般認(rèn)為，能量大于100eV，如a、b、g、中子等)與非游離輻射(能量小于100eV，如紫外線、可見光、微波等)；狹義而言，則指游離輻射。(注：一般分子、原子的游離能約小于15eV，化學(xué)鍵能約為1-5eV)。游離輻射(簡(jiǎn)稱輻射)：指直接或間接使物質(zhì)產(chǎn)生游離作用之電磁輻射或粒子輻射。輻射線(II)輻射線種類頗多，與物質(zhì)發(fā)生作用之機(jī)制亦不盡相同，故依其物理性質(zhì)可簡(jiǎn)單區(qū)分為：重荷電粒子輕荷電粒子光子中子輻射線(III)依輻射線的游離物質(zhì)特性，亦可簡(jiǎn)單區(qū)分為能造成物質(zhì)直接游離(指荷電粒子，如a、b等)與間接游離(指電中性輻射線，如X、g、中子等)的輻射線。依輻射線的產(chǎn)生方式(來(lái)源)，另可簡(jiǎn)單區(qū)分為原子輻射(指來(lái)自核外者，如X、鄂惹電子等)與核輻射(指來(lái)自核內(nèi)者，如a、b、g等)的輻射線。

輻射線(IV)衰變過程中釋出之輻射線有a、b、互毀輻射、特性輻射、鄂惹電子、g、內(nèi)轉(zhuǎn)換電子、回跳核等。X光機(jī)可產(chǎn)生特性輻射與制動(dòng)輻射，并伴隨d射線、鄂惹電子等。直線加速器可生成電子射線與高能X光，回旋加速器可生成重荷電粒子。252Cf、核分裂(n,f)反應(yīng)、(g,n)與(a,n)反應(yīng)可生成中子。間接游離輻射與物質(zhì)作用后，可生成d射線與回跳核等二次射線。電磁輻射的能量與波長(zhǎng)E=hn=hc/l=6.63×10-34Js×3×108ms-1/l=1.989×10-25Jm/l=1.24×10-9keVm/l=1240keV×10-12m/l。即光子能量與波長(zhǎng)分別以keV與pm(10-12m，0.01?，10-3nm)表示時(shí)，E=1240/l，或l=1240/E。質(zhì)點(diǎn)的速度與質(zhì)量愛因斯坦由相對(duì)論導(dǎo)出了粒子速度與質(zhì)量之關(guān)系式：m=m0/[1-(v/c)2]0.5即粒子速度為光速1/10時(shí)，m=m0/[1-(0.1)2]0.5=m0/(0.99)0.5=

1.005m0，質(zhì)量將較靜止質(zhì)量增加千分之五。粒子速度為光速98%時(shí)，m=m0/[1-(0.98)2]0.5=m0/(0.04)0.5=

5m0，質(zhì)量將為靜止質(zhì)量之五倍。光(Ex)【1】有關(guān)X光的產(chǎn)生，下列何者正確？(

kVp高，波長(zhǎng)短，穿透力強(qiáng)

kVp高，波長(zhǎng)短，穿透力弱

kVp高，波長(zhǎng)長(zhǎng)，穿透力強(qiáng)

kVp低，波長(zhǎng)短，穿透力強(qiáng))?！?1.1.操作初級(jí)專業(yè)設(shè)備】

【2】124kVp的X光，其最短波長(zhǎng)為？(

0.01

0.1

1

10)??！?3.1.放射師專技高考】【2】一靜止電子經(jīng)過150kV的電壓加速后，下列敘述何者正確？(

總能=511keV

動(dòng)能=150keV

質(zhì)量=9.1×10-31kg

速度約小于光速的一半)。【93.1.放射師專技高考】

質(zhì)點(diǎn)的速度與質(zhì)量(Ex)【3】加速器加速質(zhì)子能量至0.936MeV，質(zhì)子的靜止質(zhì)量為936MeV/c2，則質(zhì)子的速度為每秒：(

600公里

9,490公里

13,420公里

300,000公里)?！?3.2.放射師檢覈】

【1】能量為0.025eV的中子，速度約為多少ms-1？(中子的質(zhì)量為1.67×10-27kg，1eV=1.6×10-19J)(

2.2×103

2.2×105

2.2×107

2.2×109)?！?3.2.輻射安全證書專業(yè)】

質(zhì)點(diǎn)的速度與質(zhì)量(Ex)【4】某一質(zhì)點(diǎn)，若其前進(jìn)的速度是光速的98%，則知其質(zhì)量變?yōu)殪o止質(zhì)量的幾倍？(

1/5

1/2

2

5)?！?2.1.放射師檢覈】【4】若一電子具有20MeV之動(dòng)能，則其相對(duì)質(zhì)量m約為靜止質(zhì)量m0之幾倍？(

10

20

30

40)。【92.2.放射師專技高考】【3】電子的能量與其速度有關(guān)，若電子的速度為2.70×108ms-1，其動(dòng)能約為：(

0.191

0.501

0.661

1.172)MeV?！?3.1.放射師專技高考】輻射線(Ex)【3】X-ray與g-ray最主要的差異是在何處？(

能量大小

速度

產(chǎn)生的來(lái)源

照野大小)。【90.2.放射師檢覈】【4】?jī)?nèi)轉(zhuǎn)換(Internalconversion)電子的動(dòng)能等于：(

誘發(fā)

光子能量

射出電子的束縛能

誘發(fā)光子及射出電子束縛能的和

誘發(fā)光子及射出電子束縛能的差)。【91.1.輻防初級(jí)基本】【1】在輻射物理學(xué)中一個(gè)100keV光子與一個(gè)50MeV光子的速度相比，其結(jié)果為：(

前者與后者相等

前者為后者的兩倍

前者為后者的0.05倍

后者為前者的5000倍)?！?1.1.輻防初級(jí)基本】輻射線(Ex)【2】?jī)?nèi)轉(zhuǎn)換電子、鄂惹電子、b+粒子及b-粒子，能譜為連續(xù)分布的共有幾種？(

1

2

3

4)?！?1.1.放射師檢覈】【2】若a、b、c、d分別代表制動(dòng)輻射、貝他粒子、加馬射線、中子，則特性X射線與前述哪種輻射的物理性質(zhì)相近？(

a+b

a+c

a+d

a+b+c)?！?1.1.放射師檢覈】【3】d射線是一種：(

重荷電粒子

中子

電子

電磁波)?！?2.1.放射師專技高考】1-2活度與連續(xù)衰變?cè)嗫茖W(xué)技術(shù)學(xué)院放射技術(shù)系姚學(xué)華物質(zhì)的量莫耳(mole)：1莫耳指6.02×1023個(gè)原(分)子。體積(volume)：STP(0℃,1atm)下，1莫耳理想氣體的體積為22.4升(L)。體積不變時(shí)，氣體莫耳數(shù)與壓力成正比，與絕對(duì)溫度成反比。質(zhì)量：1莫耳原(分)子的質(zhì)量為原(分)子量。濃度：1升溶液中溶有1莫耳溶質(zhì)時(shí)，此溶質(zhì)的容積莫耳濃度為1M。衰變與活度的計(jì)算(I)活度(activity,A)：指一定量之放射性核種在某一時(shí)間內(nèi)發(fā)生之自發(fā)衰變數(shù)目。某射源一秒內(nèi)若有一放射性原子衰變，其活度稱為1Bq(Bacquerel，貝克)。1居里(Curie,Ci)等于3.7×1010Bq。A＝lN，其中l(wèi)表衰變常數(shù)，N表放射性核種的原子數(shù)。衰變與活度的計(jì)算(II)衰變常數(shù)(decayconstant，單位為s-1)：指單位時(shí)間內(nèi)放射性核種進(jìn)行衰變的機(jī)率；故可用以代表一放射性核種穩(wěn)定性的程度，即單位時(shí)間內(nèi)衰變機(jī)率高者穩(wěn)定性差，反之則優(yōu)。半化期(half-life，T或T1/2)：放射性核種衰變至原有數(shù)量一半所需的時(shí)間，稱為該放射性核種的半化期，=0.693/T1/2或T1/2=0.693/。平均壽命(averagelife,

)：我們可以求出某放射性核種，任一原子的平均壽命期望值，即將所有原子壽命的總和，除以原子總數(shù)即得。解得=1.44T1/2=1/?；疃入S時(shí)間成指數(shù)衰減A＝A0ｅ-t

【3】某儀器之計(jì)測(cè)效率為25%，則每秒鐘二個(gè)計(jì)數(shù)的某輻射源應(yīng)相等于多少活度？(

2Bq

5.4×10-11Ci

2.16×10-10Ci

480Bq)?！?3.1.放射師專技高考】【2】5mCi的131I(T1/2=8.05天)與2mCi的32P(T1/2=14.3天)需經(jīng)過多少天，兩者的活度才會(huì)相等？(

14.33

24.34

34.24

42.43)?！?3.1.放射師專技高考】【4】99mTc以6小時(shí)的半衰期衰變至99Tc，1個(gè)摩爾的99mTc經(jīng)過三周后，蛻變成多少個(gè)99Tc？(

零個(gè)

3個(gè)

3.7×1010個(gè)

1個(gè)摩爾)?！?3.2.放射師檢覈】

活度(Ex)活度(Ex)已知某種放射性同位素1周內(nèi)減弱30%，試求下列各值：(a)衰變常數(shù)；(b)半化期；(c)平均壽命。一個(gè)古老的木質(zhì)標(biāo)本，在1986年測(cè)量知其含有1012個(gè)14C(T=5730y)原子，試問：(a)在公元前9474年它曾有多少個(gè)14C原子？(b)試問在公元前1986年它曾有多少個(gè)14C原子？132I同位素由b-發(fā)射蛻變到穩(wěn)定的132Xe，132I的半化期為2.3h，試問：(a)初始132I原子有7/8都衰變將需要多長(zhǎng)時(shí)間？(b)一個(gè)132I樣品失去其95%的活度需要多長(zhǎng)時(shí)間？一個(gè)放射性樣品由35S(T=87.44d)和32P(T=14.29d)混合物組成。開始5%的活度是35S的貢獻(xiàn)，32P占95%。試問多長(zhǎng)時(shí)間后，樣品中這兩種核種的活度將相等？活度(Ex)131I的半衰期為8天，1毫居里的131I，經(jīng)置放5天后，此5天內(nèi)共有幾個(gè)131I原子衰變掉？某核種半化期5s，以閃爍偵檢器(偵測(cè)效率15%)偵測(cè)1min，測(cè)得1000計(jì)數(shù)，則此核種原活度為多少Bq？半化期1小時(shí)的核種A的數(shù)目，為半化期4小時(shí)的核種B的數(shù)目的16倍，經(jīng)過幾小時(shí)后，核種B與A的數(shù)目會(huì)相同(假設(shè)A與B無(wú)母核與子核之關(guān)系)？

活度(Ex)累積活度(cumulatedactivity,?或U)：指t時(shí)間內(nèi)放射性核種的衰變次數(shù)，也稱為發(fā)射輻射(emittedradiation)。無(wú)單位，也可以使用Bqs或mCih作為累積活度的單位。?=A0(1-e-lt)/l。長(zhǎng)半化期核種或時(shí)間很短時(shí)，?=A×t。累積活度【2】金-198的原子數(shù)目有108個(gè)，則經(jīng)過7天后，還有多少金原子？(半衰期為2.7天)(

1.66×108

1.66×107

8.3×107

8.3×106)?！?1.2.放射師檢覈】【2】放射治療時(shí)將活度為A0、蛻變常數(shù)為l的某射源置于病人體內(nèi)，經(jīng)過t時(shí)間后取出，求其發(fā)射輻射為何？(

(A0+A0e-lt)/l

(A0-A0e-lt)/l

(A0-A0e-lt)l

(A0+A0e-lt)l)?！?1.1.放射師檢覈】

【2】將4.0mCi的Au-198射源(半衰期為2.69天)永遠(yuǎn)插植在病人體內(nèi)，則其發(fā)射輻射為多少？(

2.48×1013

4.95×1013

7.44×1013

9.92×1013)?！?1.1.放射師檢覈】

發(fā)射輻射的計(jì)算(Ex)比活度(SA)：指單位量物質(zhì)的活度。mCig-1、BqmL-1、MBqmol-1等均是比活度的常用單位。放射性核種(半化期為T1/2s，原子量為Ag)的比活度

SA(Bqg-1)=0.693×6.02×1023/(A×T1/2)比活度(Specificactivity)【2】Tc-99m之比活度為多少mCimg-1？(

5.27×103

5.27×106

5.27×109

5.27×1012)?！?2.1.放射師專技高考】【4】試計(jì)算60Co(T1/2=5.26年)的比活度：(

0.975

1

200

1132)Cig-1?！?3.1.放射師專技高考】【1】硫-32的半衰期是87天，請(qǐng)問其比活度約為多少？(

47000Ci/g

4700Ci/g

470Ci/g

47Ci/g)?！?4.1.放射師檢覈】比活度(Ex)放射性核種的制造(I)

回旋加速器：利用回旋加速器所加速的正荷電粒子，例如質(zhì)子、氘核、3He或其他原子核，撞擊穩(wěn)定的靶核，由于原穩(wěn)定靶核添加了能量與/或核子，可能成為放射性核種。反應(yīng)器：可直接純化反應(yīng)器內(nèi)核分裂反應(yīng)的產(chǎn)物；可利用反應(yīng)器或其他核反應(yīng)生成的中子，以中子捕獲反應(yīng)產(chǎn)生放射性核種。放射性核種的制造(II)回旋加速器：

111Cd+p(12~15MeV)→111In+n核分裂或(n,f)反應(yīng)：

235U+1n→236U→131I+102Y+3n

→99Mo+135Sn+2n

→137Cs+97Rb+2n中子捕獲或(n,g)反應(yīng)：

98Mo(n,g)99Mo放射性核種的制造(III)

A=INs(1-e-lt)

A=子核的活度，單位為Bq

I=入射粒子通量率，單位為cm-2s-1

N=母核(即靶核)的原子數(shù)

s=核反應(yīng)的生成機(jī)率，單位為邦 (b,barn)，1b=10-24cm2

l=子核的衰變常數(shù)

t=照射時(shí)間235U+1n→99Mo+...放射性核種的制造(Ex)某反應(yīng)器中，以2×1014ncm-2s-1照射10g235U，已知99Mo的核反應(yīng)生成機(jī)率為0.01b，半衰期為67h，求照射10d后99Mo的生成活度。

(2×1014cm-2s-1)×(10×6.02×

1023/235)×(10-26cm2)×

[1-e-(0.693/67h)×(10d×24h/d)]

=4.69×1010Bq=1.27Ci放射性核種的制造(Ex)【3】一般核子醫(yī)學(xué)PET影像設(shè)備采用的同位素是如何產(chǎn)生？(

利用原子反應(yīng)爐內(nèi)產(chǎn)生的中子來(lái)撞擊

由原子爐內(nèi)的燃料棒淬取出來(lái)

利用質(zhì)子回旋加速器產(chǎn)生的質(zhì)子來(lái)撞擊

由天然鈾礦提煉出來(lái))?！?1.1.放射師檢覈】

【4】某金屬經(jīng)中子活化照射兩個(gè)半衰期后，再經(jīng)一個(gè)半衰期衰減，試問其活度為飽和活度的幾分之幾？(

1/8

3/4

1/4

3/8)?！?1.1.放射師檢覈】

【3】通率為6×1012cm-2s-1的中子射束撞擊1克的Co-59樣品，則經(jīng)過30天照射后共可產(chǎn)生多少Co-60原子？(Co-59的原子量為58.94，碰撞截面為37barns)(

3.46×1020

1.19×1020

5.88×1018

2.45×1017)。【92.1.放射師檢覈】

連續(xù)衰變幾乎所有原子序小于83的放射性核種均進(jìn)行b衰變以趨于穩(wěn)定，離核種圖中穩(wěn)定帶較遠(yuǎn)的核種，便需要經(jīng)過連續(xù)數(shù)次衰變才能成為穩(wěn)定核種。由于加速器與反應(yīng)器并不普遍，若已知衰變系列(decayseries)中某子核適合醫(yī)用，可取得長(zhǎng)半化期母核后，利用孳生器原理，于臨床使用。放射性子核的成長(zhǎng)母核(衰變常數(shù)與原子數(shù)分別為l1與N1)、第一子核(衰變常數(shù)與原子數(shù)分別為l2與N2)、第二子核分別以A、B、C表示，則

N1=N10e-l1t(t表時(shí)間)------------(1)

dN2/dt=l1N1-l2N2-----------------(2)

由此二式可解得：

N2=[N10l1/(l2-l1)](e-l1t-e-l2t)--(3)放射性子核的成長(zhǎng)將(3)式原子數(shù)目改以活度表示，得

A2=[N10l1l2/(l2-l1)](e-l1t-e-l2t)

=[A10l2/(l2-l1)](e-l1t-e-l2t)-(4)將(4)式結(jié)果左邊中A10乘以e-l1t，右邊(e-l1t-e-l2t)除以e-l1t，得A2=[A1l2/(l2-l1)][1-e-(l2-l1)t]-(5)不平衡若母核的半化期小于子核者，一段時(shí)間后，母核將完全衰變成為子核，無(wú)平衡現(xiàn)象，稱為不平衡。隨著t增加，A2=A1[l2/(l2-l1)][1-e-(l2-l1)t]中，A1漸趨近于0，A2則以自己的衰變速率繼續(xù)衰變。131Te(T=25min)/131I(T=8.04d)即為一不平衡的例子。不平衡長(zhǎng)期平衡若母核的半化期遠(yuǎn)大于子核者，一段時(shí)間(t→∞或約7倍子核半化期)后，母核與子核的活度近似相等。當(dāng)t→∞時(shí)，A2=A1[l2/(l2-l1)][1-e-(l2-l1)t]式≒A2=A1[l2/(l2-l1)]，∵l2>>l1，l2/(l2-l1)≒1，∴A2≒A1。226Ra(T=1600y)/222Rn(T=3.8235d)即為典型長(zhǎng)期平衡的例子。長(zhǎng)期平衡瞬時(shí)平衡若母核的半化期大于(數(shù)或數(shù)十倍)子核者，一段時(shí)間(t→∞或約7倍子核半化期)后，母核與子核的活度將達(dá)成瞬時(shí)平衡[子核與母核活度的比值為一常數(shù)l2/(l2-l1)]。將A2=A1[l2/(l2-l1)][1-e-(l2-l1)t]式微分，取斜率為0，可知時(shí)間為tmax時(shí)，第一子核活度有極大值：tmax=[ln(l2/l1)]/(l2-l1)。99Mo(T=66.7h)/99mTc(T=6h)即為一瞬時(shí)平衡的典型例子。瞬時(shí)平衡99Mo/99mTc孳生器tmax=[ln(l2/l1)]/(l2-l1)≒23h。A2/A1=[l2/(l2-l1)][1-e-(l2-l1)t]式中，l2/(l2-l1)≒1.1，當(dāng)t=24h時(shí)，

[1-e-(l2-l1)t]

≒0.92，∴A2/A1≒1，經(jīng)過流洗后1天，當(dāng)天99Mo的活度將與可流洗出99mTc的活度約略相等。每經(jīng)過一天，99Mo的活度(即預(yù)期可流洗出的99mTc活度)將降為前一天的約0.78。若考慮99Mo僅0.87將衰變成99mTc，則每經(jīng)一天，可流洗出99mTc的活度將為當(dāng)天99Mo活度的0.87。99Mo/99mTc孳生器長(zhǎng)期平衡的計(jì)算(Ex)一個(gè)0.2mg的191Os(T=15.4天)樣品與其子核191mIr(T=4.94秒)處于長(zhǎng)期平衡。試問有多重的191mIr？一個(gè)6.2mg的90Sr(T=29.12y)樣品與其子核90Y(T=64.0h)處于長(zhǎng)期平衡。(a)試問有多少Bq的90Sr？(b)試問有多少Bq的90Y？(c)試問90Y的質(zhì)量多大？(d)試問在100年后該樣品中90Y的活度多大？

長(zhǎng)期平衡的計(jì)算(Ex)在衰變鏈中有N1母核，衰變后得子核N2，其個(gè)別的衰變常數(shù)為l1及l(fā)2。求(a)于t時(shí)A2(N2的活度)與A1(N1的活度)彼此間的關(guān)系。(b)如l2>l1，A2與A1的關(guān)系如何？(c)如l2>>l1，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間后A2與A1的關(guān)系如何？【89.1.輻防高級(jí)基本】一個(gè)40mg的純226Ra樣品被密封在小瓶?jī)?nèi)，(a)求使222Rn的活度累積到10mCi需要多長(zhǎng)時(shí)間？(b)兩年以后222Rn的活度將多大？(c)1000年以后222Rn的活度將多大？(d)求222Rn的比活度與226Ra的比活度之比值。(226Ra:T=1600年，222Rn:T=3.8天)【90.2.操作中級(jí)共同】99Mo/99mTc孳生器(Ex)【4】在核子醫(yī)學(xué)部門常用的孳生器，子核種在下列核種情況下有最快的生產(chǎn)率？(

當(dāng)母核種及子核種處于瞬時(shí)平衡

當(dāng)母核種及子核種處于永久平衡

在洗出子核種之前

在洗出子核種之后)。【90.2.放射師檢覈】

【2】如果100mCi的99mTc從99Mo/99mTc發(fā)生器(已達(dá)平衡)在星期一9:00AM被擠取出來(lái)，則：(

99Mo在星期一3:00PM的活度是50mCi

80mCi的99mTc在星期二9:00AM可被擠取

50mCi的99mTc在星期五9:00AM可被擠取

此發(fā)生器已經(jīng)無(wú)法產(chǎn)生99mTc)。【93.1.放射師檢覈】

99Mo/99mTc孳生器(Ex)【2】醫(yī)院星期一早上10點(diǎn)接到一部活度為100mCi的99Mo(半衰期為66.7小時(shí))產(chǎn)生器，星期二早上10點(diǎn)擠出79mCi的99mTc(半衰期為6.03小時(shí))，則星期三早上10點(diǎn)可再擠出多少mCi的99mTc？(

65

62

58

54)。【90放射師專技高考】

【3】一99Mo-99mTc孳生器之99Mo活度在星期五中午校正測(cè)量為100mCi，同周的星期一中午99Mo活度約為：(99Mo半衰期為66小時(shí)，99mTc半衰期為6小時(shí))(

37

50

272

370)mCi?！?1放射師專技高考】

光子與物質(zhì)的作用機(jī)轉(zhuǎn)，次要有三：光核反應(yīng)：高能光子與核作用，發(fā)生核反應(yīng)，例如(g,n),(g,a)等。合調(diào)散射：光子受電子或原子的電磁場(chǎng)影響，作用后雖改變行進(jìn)方向，但能量無(wú)損失。此項(xiàng)發(fā)生機(jī)率仍高，常列入衰減計(jì)算，但因無(wú)能量損失，重要性不高。三項(xiàng)發(fā)生：光子能量大于2.044MeV，且于受某電子電磁場(chǎng)影響后，1.022MeV生成正、負(fù)電子對(duì)，該電子被游離，剩余能量則為正、負(fù)電子對(duì)的動(dòng)能。常用g射源核種半化期主要g能量產(chǎn)率(%)24Na15.0h1.39MeV99.960Co5.27y1.17,1.33MeV10099mTc6.01h141keV89.1111mIn7.70m537keV87.2131I8.02d364keV100137Cs30.0y662keV85.1192Ir73.8d317keV82.7光子與物質(zhì)的作用機(jī)轉(zhuǎn)(Ex)【1】X光能夠被阻擋，主要是和物質(zhì)的什么起作用？(

電子

質(zhì)子

中子

阿伐粒子)?！?0.2.操作初級(jí)選試設(shè)備】

【3】對(duì)于0.5MeV的光子，可能會(huì)產(chǎn)生何種反應(yīng)？(

光電與成對(duì)

康普吞與成對(duì)

光電與康普吞

光電、康普吞與成對(duì))?！?9.3.輻防初級(jí)基本】

【4】下列何者不屬光子與物質(zhì)作用？(

成對(duì)發(fā)生

光電效應(yīng)

康普頓效應(yīng)

互毀效應(yīng))?！?8.2.輻防初級(jí)基本】

光電效應(yīng)(Ex)【2】光電效應(yīng)是指原子將光子完全吸收而發(fā)射出(

核子

電子

中子

質(zhì)子)。【89.1.輻防初級(jí)基本】

【2】下列何種反應(yīng)最有可能附帶產(chǎn)成鄂惹電子？(

成對(duì)發(fā)生

光電效應(yīng)

康普吞效應(yīng)

制動(dòng)輻射的產(chǎn)生)?！?0.1.放射師檢覈】

【2】當(dāng)加馬光子與物質(zhì)作用時(shí)，能產(chǎn)生吸收限(absorptionedge)效應(yīng)的是：(

康普吞效應(yīng)

光電效應(yīng)

成對(duì)效應(yīng)

互毀效應(yīng))?！?1.1.輻防中級(jí)基本】康普吞作用(Ex)【2】下列的組合何者為正確？A.康普吞效應(yīng)，散射光子的波長(zhǎng)比入射光子波長(zhǎng)為長(zhǎng)；B.康普吞效應(yīng)，隨著入射光子能量增加，前方散射亦增加；C.康普吞效應(yīng)表明光子有波的現(xiàn)象；D.1MeV的光子，康普吞效應(yīng)對(duì)生物體的吸收劑量無(wú)貢獻(xiàn)：(

A與B

A與C

B與C

B與D)?！?0.1.操作初級(jí)基本】

【2】100keV光子與物質(zhì)產(chǎn)生康普吞效應(yīng)打出具20keV動(dòng)能的電子，則散射光子的能量為多少keV？(

100

80

60

20)。【90.1.放射師檢覈】

【3】光子與物質(zhì)作用時(shí)，能產(chǎn)生非合調(diào)散射的是：(

都卜勒效應(yīng)

光電效應(yīng)

康普吞效應(yīng)

成對(duì)效應(yīng))?！?1.1.輻防初級(jí)基本】康普吞作用(Ex)【1】作用后產(chǎn)生的散射光子其波長(zhǎng)比入射光子：(

長(zhǎng)

短

一樣

不一定)?！?0.2.操作初級(jí)選試設(shè)備】【3】光子與物質(zhì)的作用方式中，產(chǎn)生非彈性散射者稱為(

合調(diào)散射

光電效應(yīng)

康普吞效應(yīng)

成對(duì)效應(yīng))?！?2.2.放射師檢覈】

【1】有一30keV之X光對(duì)鋇原子O層軌域電子造成游離并具有12keV之動(dòng)能，請(qǐng)問其散射X光之能量為多少keV？(已知鋇原子之O層軌域之電子束縛能為0.04keV)(

17.96

42.04

18

12.04)?！?2.1.放射師專技高考】光子與物質(zhì)的作用機(jī)轉(zhuǎn)(Ex)【3】光子與物質(zhì)三個(gè)主要作用(光電、康普吞、成對(duì))，作用后一定會(huì)產(chǎn)生(

阿伐粒子

加馬射線

電子

質(zhì)子)?！?1.1.操作初級(jí)專業(yè)設(shè)備】

【4】當(dāng)光子能量高到足以克服原子核結(jié)合能(7-15MeV)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生下列何種反應(yīng)？(

合調(diào)散射

光電效應(yīng)

康普吞效應(yīng)

光分解作用)?！?2.2.放射師檢覈】

【3】三項(xiàng)發(fā)生(tripletproduction)和成對(duì)發(fā)生(pairproduction)最大的不同點(diǎn)是什么？(

兩者產(chǎn)生的電子能量不同

兩者產(chǎn)生的正電子能量不同

兩者發(fā)生的場(chǎng)域(field)不同

兩者引發(fā)的輻射不同)?！?3.2.放射師專技高考】

Ex.將光子能量(橫坐標(biāo))與物質(zhì)的質(zhì)量衰減系數(shù)(縱坐標(biāo))作圖時(shí)，可發(fā)現(xiàn)鋁的曲線較為平緩，而鉛者則在能量為88keV時(shí)有異常升高之現(xiàn)象，此異常升高之現(xiàn)象成因?yàn)楹?？Ex.解釋下列名詞：康普吞位移(Comptonshift)、康普吞邊緣(Comptonedge)、回散射峰(backscatteringpeak)、逃逸峰(escapepeak)、光電峰(photopeak)、加成峰(sumpeak)。光子與物質(zhì)的作用若入射光子能量為E，散射光子的散射角度為

，電子的靜止質(zhì)量為m，光速為c，康普吞電子的能量為T，則T=E(1-cos

)/[(mc2/E)+1-cos

]。

越大，散射光子的能量越低(即康普吞電子的能量越高)，康普吞位移(散射光子波長(zhǎng)與入射光子波長(zhǎng)之差)越大。若

=180，稱為回散射。各散射角之發(fā)生機(jī)率，以回散射者為最大。康普吞作用的能量轉(zhuǎn)移康普吞散射光子的能量為E'，則E'=E/[1+(E/mc2)(1-cos

)]。若E>>mc2，且

=90

，E'將趨近于mc2，即趨近于0.511MeV。康普吞位移定義為波長(zhǎng)的位移量，△l=l'-l=(h/mc)(1-cos

)，h為Plank常數(shù)。此位移量?jī)H與

有關(guān)?？灯胀套饔玫哪芰哭D(zhuǎn)移康普吞作用的能量轉(zhuǎn)移(Ex)【3】由康普吞(Compton)散射所產(chǎn)生的光子，當(dāng)由何種角度散射時(shí)具有最低能量？(

0o

90o

180o

270o)?！?0.1.操作初級(jí)選試設(shè)備】【4】光子與電子產(chǎn)生康普吞效應(yīng)，產(chǎn)生最大能量轉(zhuǎn)移是在散射光子與原入射角度多大時(shí)？(

0o

45o

90o

180o)。【90.1.放射師檢覈】

康普吞作用的能量轉(zhuǎn)移(Ex)【3】康普吞效應(yīng)中，1MeV的入射光子經(jīng)一90°角的散射，試問其能量損失率約多少百分比？(

16.5

33.8

66.2

83.5)。【92.1.放射師檢覈】【3】正子攝影產(chǎn)生的互毀光子在病人體內(nèi)發(fā)生康普吞效應(yīng)，求回跳電子的最大能量為何？(

102

170

341

511)keV?！?2.1.放射師專技高考】【3】能量非常高的光子和電子發(fā)生康普吞碰撞，求向后散射方向散射光子的能量約為多少M(fèi)eV？(

1.022

0.511

0.255

0.125)?！?3.1.放射師檢覈】

康普吞作用的能量轉(zhuǎn)移(Ex)【2】康普吞電子的平均動(dòng)能與入射光子能量的比值隨光子能量之增加而(

減少

增加

不變

先減少后增加)?！?0.2.放射師檢覈】【4】在康普吞碰撞中，高能量光子(>3MeV)和電子之碰撞，何者可獲得大部分之能量？(

散射光子

康普吞中子

散射質(zhì)子

反跳電子)?！?3.2.放射師專技高考】【4】下列哪一種能量的光子與物質(zhì)發(fā)生作用，產(chǎn)生康普吞散射的能量轉(zhuǎn)移分?jǐn)?shù)最大？(

10keV

100keV

1MeV

10MeV)。【91.1.放射師檢覈】

【3】NaI的Ka=28keV，以NaI偵檢器度量137Cs的g輻射能量(=662keV)，于何能量可能會(huì)有逃逸峰(escapepeak)的出現(xiàn)？(

286keV

435keV

634keV

690keV)?！?3.1.放射師檢覈】

【4】以NaI(Tl)度量137Cs的g輻射能量(=662keV)，請(qǐng)問能譜上康普吞邊緣(Comptonedge)的能量位置？(

127keV

324keV

410keV

478keV)?！?3.1.放射師檢覈】

光子的量測(cè)(Ex)中子與物質(zhì)的作用中子質(zhì)量約為電子者的1840倍，快中子與電子發(fā)生碰撞時(shí)，能量轉(zhuǎn)移率極低，但與原子核碰撞時(shí)，因?yàn)橘|(zhì)量相近，能量轉(zhuǎn)移率較高，故快中子與物質(zhì)作用，以與原子核發(fā)生彈性碰撞為主。另偶有核反應(yīng)的發(fā)生機(jī)率，如(n,

)、(n,p)、(n,

)、(n,2n)、核分裂(n,f)等，其中，以(n,

)最為重要。與快中子發(fā)生碰撞后的原子核，又稱為回跳核，由于具電荷、重、低速，故極具游離能力。質(zhì)量越接近中子質(zhì)量之物質(zhì)，減速中子的效果越好，例如氫的原子核。熱中子(室溫下的中子，平均能量為0.025eV)與物質(zhì)的作用，以中子捕獲反應(yīng)為主。熱中子與原子核發(fā)生中子捕獲反應(yīng)的機(jī)率，稱為核反應(yīng)截面積，例如10B、59Co、113Cd的中子捕獲截面積分別為3837、37、20000邦。

快中子隨著與核發(fā)生碰撞后，能量將遞減，此時(shí)，被原子核捕獲機(jī)率則遞增，此現(xiàn)象稱為1/v律。吾人可由查得的熱中子捕獲截面積與1/v律求得任一能量中子的被捕獲截面積。Ex.硼-10對(duì)熱中子的吸收截面為3900邦，則對(duì)25keV之中子，截面積為何？Ex.熱中子對(duì)核反應(yīng)10B(n,

)7Li的截面積為4000邦，則對(duì)2.5eV之中子，截面積為何？與光子相同處為中子亦不具固定射程，即公式I＝I0ｅ-ST

亦適用于中子，其中，I0與I分別代表最初與進(jìn)入物質(zhì)T(cm)深處的中子通量率(cm-2s-1)，S為中子與單位厚度(cm-1)物質(zhì)作用的機(jī)率(macroscopicremovalcrosssection,巨觀移除截面)。光子的平均射程觀念亦適用于中子與物質(zhì)的作用，此處稱為衰減長(zhǎng)度(attenuationlength,1/S)。

根據(jù)中子與物質(zhì)的作用特性，設(shè)計(jì)屏蔽時(shí)通常需要三層不同材質(zhì)的屏蔽，第一層為低原子序物質(zhì)，目的為減速快中子，水(易揮發(fā))、石蠟(易燃)、混凝土均常被采用。第二層為具高中子捕獲截面積者，氫、鎘、硼均常被采用，但氫、鎘捕獲中子時(shí)會(huì)釋出高能g。第三層通常為高原子序物質(zhì)，目的為屏蔽中子捕獲時(shí)釋出的高能g，但應(yīng)避免捕獲中子后形成放射性物質(zhì)。

主防護(hù)屏蔽之設(shè)計(jì)P：最大許可暴露率，管制區(qū)為0.1Rwk-1，非管制區(qū)為0.002Rwk-1d：屏蔽墻與X光管間之距離(m)W：工作負(fù)載，X光機(jī)管電流(mA)與每周操作時(shí)間(minwk-1)之乘積，單位為mAminwk-1U：使用因子，X光機(jī)有用射柱朝向主屏蔽方向的時(shí)間分率T：占用因子，屏蔽墻外人員平均逗留時(shí)間分率K=Pd

2WUTX光機(jī)之防護(hù)屏蔽X光室防護(hù)屏蔽之設(shè)計(jì)，旨在限制X光室外人員的平均有效等效劑量率，管制區(qū)不超過每周1毫西弗(1mSvwk-1)，非管制區(qū)不超過每周0.02毫西弗(0.02mSvwk-1)。為了方便防護(hù)屏蔽的計(jì)算，管制區(qū)與非管制區(qū)的最大許可暴露率分別訂為每周0.1侖琴(0.1Rwk-1)與每周0.002侖琴(0.002Rwk-1)。最大許可暴露率暴露與有效等效劑量之換算如下：暴露單位中的電量換算為能量(每34eV可產(chǎn)生1.6×10-19C)，暴露即換算為空氣的吸收劑量。軟組織吸收輻射線能量的能力，大于空氣者。依據(jù)Bragg-Gray原理，將空氣的吸收劑量，乘以其相對(duì)阻擋本領(lǐng)(軟組織的平均阻擋本領(lǐng)除以空氣者)，即得軟組織的吸收劑量。最大許可暴露率光子射質(zhì)因數(shù)為1，軟組織的吸收劑量(Gy)值，即為其等效劑量(Sv)值。由于X光為強(qiáng)穿輻射，全身組織加權(quán)因子為1，等效劑量(Sv)值即為有效等效劑量(Sv)值。以空氣與光子作用為例，1R≒0.87rad≒0.87rem=8.7mSv，即空氣接受1R暴露，相當(dāng)于接受8.7mSv等效劑量。最大許可暴露率肌肉與空氣對(duì)100keV光子的平均阻擋本領(lǐng)分別為17.8與15.6MeVcm2g-1，即相對(duì)阻擋本領(lǐng)(Smuscle/Sair)為1.14。依據(jù)Bragg-Gray原理，空氣接受8.7mSv等效劑量，相當(dāng)于肌肉接受8.7mSv×1.14≒10mSv等效劑量。即1mSv≒0.1R。最大許可空氣克馬率現(xiàn)行法規(guī)中已將「暴露」改以「空氣克馬」表示，二者的換算方式為：1R=8.7毫格雷(mGy)。于是，管制區(qū)與非管制區(qū)的最大許可空氣克馬率應(yīng)分別訂為每周0.87毫格雷(mGywk-1)與每周0.0174侖琴毫格雷(mGywk-1)。但計(jì)算時(shí)仍以使用「暴露」較為方便。占用因子完全占用

T=1工作區(qū)域，如辦公室、實(shí)驗(yàn)室、商店、護(hù)理站等；活動(dòng)空間，如兒童游戲間；臨近建筑物的占用空間等部份占用

T=1/4走廊、休息室、有操作員的電梯、無(wú)管理員的停車場(chǎng)等偶爾占用

T=1/16等候室、廁所、樓梯、無(wú)操作員的電梯等X光機(jī)屏蔽(Ex)【2】計(jì)算X光機(jī)屏蔽時(shí)下列一種條件下需要較厚的屏蔽？(

占用因子愈小

使用因子愈大

工作負(fù)荷愈低

X光機(jī)的最大管電壓愈小)?！?9.2.操作初級(jí)選試設(shè)備】【2】X光屏蔽計(jì)算中的占用因素與什么有關(guān)﹖(

X光能量

作業(yè)場(chǎng)所

屏蔽厚度

屏蔽材質(zhì))。【88.1.輻防初級(jí)基本】【3】設(shè)計(jì)X光機(jī)的結(jié)構(gòu)屏蔽時(shí)，下列何者與設(shè)計(jì)所須考慮的因素?zé)o關(guān)？(

使用因子

占用因子

射質(zhì)因數(shù)

最大管電壓)?！?4.1.放射師檢覈】

P=0.002Rwk-1(非管制區(qū)),d=(15/3.28)m,T=1/4,U=1/3,W=220mA×1.5minwk-1

=330mAminwk-1.∴=1.52×10-3RmA-1min-1at1m查圖，需1.6mm之鉛屏蔽。K=0.002×(15/3.28)

2330×1/3×1/4主防護(hù)屏蔽之設(shè)計(jì)(Ex)一最大管電壓為150kVp之Ｘ光機(jī)，使用條件為每天照射100張、每次1秒、120mA，假設(shè)Ｘ光室有一辦公室距離5m，為主屏蔽方向(非管制區(qū))，使用因子=1、占用因子=1，試求(1)工作負(fù)載(mAmin/wk)？(2)K值？【88.2.輻防初級(jí)專業(yè)設(shè)備】

牙科X光機(jī)，每天照射20張X光片，使用條件為50kVp15mAs。其靶極距隔鄰住家為3米，假設(shè)U＝1/4，T＝1，試求其所需屏蔽體之鉛厚度。【89.1.輻防初級(jí)專業(yè)設(shè)備】主防護(hù)屏蔽之設(shè)計(jì)(Ex)對(duì)X光機(jī)防護(hù)屏蔽的設(shè)計(jì)，利用K=Pd2/WUT的公式，詳述其含義?！?0.1.操作中級(jí)基本】有一部診斷X光機(jī)平均每周在峰值電壓125kVp、電流220mA條件下操作90s，X光機(jī)有用射柱朝固定方向照射，距離主屏蔽墻4公尺，墻后是停車場(chǎng)，試問(1)工作負(fù)荷(W)為多少mAmin/wk？(2)使用因子(U)？(3)占用因子(T)？(4)停車場(chǎng)的周最大許可曝露(P)是多少侖琴/周？【90.1.操作中級(jí)基本】主防護(hù)屏蔽之設(shè)計(jì)(Ex)一臺(tái)125kVp的診斷X射線機(jī)，其有用射束垂直指向5.08cm厚的混凝土墻，墻外有一個(gè)無(wú)人管理的停車場(chǎng)，離該X射線機(jī)4.57公尺。該X射線機(jī)平均工作負(fù)荷為66mA-min/week。使用因子U＝1/3，占用因子T為1/4，則距X光源1公尺處的輻射強(qiáng)度K為多少R-m2/mA-min？若K為0.007~0.008R-m2/mA-min時(shí)，主防護(hù)屏蔽混凝土需要9.15cm厚的混凝土墻(HVL=2.0cm)，試問必須加多厚的鉛厚的鉛(HVL=0.28mm)屏蔽才能成為合格主防護(hù)屏蔽？【90.2.輻防初級(jí)選試設(shè)備】主防護(hù)屏蔽之設(shè)計(jì)(Ex)不同建材間屏蔽厚度的換算密度法：原子序近似的二不同建材，可利用密度法作厚度的換算，例如混凝土密度為2.35gcm-3，瓷磚密度為1.9gcm-3，則10cm瓷磚的屏蔽能力，約等于10cm×1.9/2.35=8.09cm混凝土的屏蔽能力。屏蔽阻擋光子的能力，約與其原子序成平方或立方成正比，當(dāng)建材間原子序差異較大時(shí)，此法的換算方式則誤差太大，不宜采用。商用建材的平均密度建材密度(gcm-3)建材密度(gcm-3)混凝土2.35鉛11.4軟磚1.65鉛玻璃6.22硬磚2.05沙灰泥1.54包裝土1.5鋼7.8花崗石2.65瓷磚1.9不同建材間屏蔽厚度的換算半值層法：原子序差異較大的二不同建材，可利用半值層法作厚度的換算，例如以300kVpX光為例，混凝土半值層為3.1cm，鉛半值層為1.47mm，則10cm混凝土的屏蔽能力，約等于10/3.1=3.23HVLs，即3.23×1.47mm=4.74mm鉛的屏蔽能力。于是，常用建材的厚度，欲換算成鉛的厚度時(shí)，通常須先以密度法換算成混凝土的厚度，再以半值層法換算成鉛的厚度。X光機(jī)鉛與混凝土的半值層電壓巔值(kVp)鉛半值層(mm)混凝土半值層(cm)500.060.431000.271.61500.302.242000.522.52500.882.83001.473.1屏蔽厚度的換算(Ex)【2】用鉛作為鈷60的

射線的屏蔽體，其半值層(HVL)為1.2公分，請(qǐng)問用水泥作為屏蔽體，則水泥的半值層為多少公分？【鉛：密度11.4g/cm3，水泥：密度2.3g/cm3】(

4

6

8

11)?！?1.1.操作初級(jí)基本】

【4】在厚度5公分的鉛墻上裝置鉛玻璃時(shí)，需要多少公分的鉛玻璃較適當(dāng)？(鉛玻璃密度為5.2g/cm3，鉛密度為11.34g/cm3)(

2.5

5.0

7.5

10.0)?！?3.2.放射師檢覈】

散射輻射防護(hù)屏蔽之設(shè)計(jì)散射輻射與滲漏輻射均為全向性，故計(jì)算次防護(hù)屏蔽時(shí)，使用因子均訂為1。距使用中之X光機(jī)輻射源一公尺處、有用射柱之垂直方向，散射輻射量通常約為有用射柱之f

/1000。X光機(jī)之kVp越高，f值越大。散射輻射防護(hù)屏蔽之設(shè)計(jì)

散射輻射的f值K=1000Pd

2f

WTkVpf≦500110002020003003000700滲漏輻射防護(hù)屏蔽之設(shè)計(jì)若Y為靶外1m處之滲漏輻射暴露率限制值(Rh-1)，則靶外dm處之滲漏輻射暴露率為Y/d

2(Rh-1)，若X光機(jī)每周工作tmin,即每周工作t/60h，則暴露率為Yt/60d

2(Rwk-1)，計(jì)入占用因子T后，滲漏輻射暴露率為YtT/60d

2(Rwk-1)，法規(guī)規(guī)定暴露率限值為P(Rwk-1)，故需設(shè)計(jì)一屏蔽將暴露率降為原來(lái)的B(此值稱為降低因子).滲漏輻射輻射安全審查項(xiàng)目滲漏輻射管制：診斷型X光防護(hù)管套其滲漏輻射空氣克馬在距靶一公尺處，每小時(shí)不得超過0.87mGy(0.1R)。使用中之直線加速器防護(hù)管套，其滲漏輻射在距靶一公尺處造成之劑量，不得超過有用射柱內(nèi)中心軸上輸出劑量之千分之一。舊法規(guī)(民91年以前)：使用中之治療型X射線管，其滲漏輻射在距靶一公尺處，每小時(shí)不得超過1R。滲漏輻射防護(hù)屏蔽之設(shè)計(jì)P：最大許