民國115年 高考三級 輻射安全 輻射應用與安全防護
第2題
康普吞效應中，散射光子的能量E’與入射光子的能量E 之間的關係為 E’= E [1 cos （ )] 。說明 與 的意義。（說明中若用到其他符號， 請說明該符號…
題目
康普吞效應中，散射光子的能量E’與入射光子的能量E 之間的關係為 E’= E [1 cos （ )] 。說明 與 的意義。（說明中若用到其他符號， 請說明該符號的意思）（5 分） 進行X 光攝影室主防護屏蔽設計時，會先計算K 值，再經由K 對於 不同屏蔽厚度的衰減曲線，選擇適當的屏蔽厚度。公式 K P d W U T 。 若每天工作5 天，X 光機每天進行40 張胸部攝影（平均攝影條件為 80 k p V ，15 mAs）及60 張胸部攝影（平均攝影條件為100 k p V ， 60 mAs），計算此X 光機的工作負荷W 值。（列出計算步驟）（5 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、符號意義：E為入射光子能量，E′為散射光子能量，θ為散射光子行進方向與入射方向之夾角（scattering angle）；m_e c²為電子靜止質量能，等於0.511 MeV。式中E/m_e c²常以α表示，為入射光子的歸一化能量。
- 二、θ的物理意義：θ＝0°代表光子幾乎未偏轉（前向散射），E′≈E、能量轉移趨近零；θ＝90°時E′＝E/(1＋α)；θ＝180°（背向散射）時E′最小＝E/(1＋2α)，此時反跳電子（recoil electron）獲得最大動能，即康普吞邊緣（Compton edge）。
- 三、m_e c²的意義：電子靜止質量能決定能量轉移的尺度；入射能量遠小於0.511 MeV時，E′幾乎不隨θ改變（接近古典湯姆生散射）；能量遠大於0.511 MeV時，散射集中於前向，散射光子仍保留大部分能量。
- 四、工作負荷W計算：W＝Σ(N×mAs)/60，假設每週工作5天。每天mAs＝40×15＋60×60＝600＋3600＝4200 mAs；每週＝4200×5＝21,000 mAs，除以60得W≈350 mA·min/week。
- 五、補充說明：若採NCRP 147以100 kVp為基準歸一化，80 kVp部分乘(80/100)²＝0.64，得每日3,984 mAs、每週約332 mA·min/week。屏蔽計算另須帶入P（週劑量限值）、d（距離）、U（使用因數）、T（占居因數）求K值。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。