民國115年 高考三級 輻射安全 放射物理學與輻射劑量學
第4題
某密封銫-137（Cs-137）點射源作業區，未設屏蔽時，距射源1.00 m 處 的周圍等效劑量率為6.00 mSv/h，工作人員每週工作5 日，每日執行下 列…
題目
某密封銫-137（Cs-137）點射源作業區，未設屏蔽時，距射源1.00 m 處 的周圍等效劑量率為6.00 mSv/h，工作人員每週工作5 日，每日執行下 列作業： ․在操作位置A 停留6.00 min；位置A 距射源2.00 m，射源與人員間已 有厚度0.500 cm 的鉛屏蔽。 ․在巡檢位置B 停留2.00 min；位置B 距射源4.00 m，射源與人員間無 鉛屏蔽。 已知銫-137 主要加馬射線在鉛中的線性衰減係數為μ=1.20 cm-1，假設射 源可視為點射源，作業期間活度不變，並忽略散射輻射及增建效應 （buildup effect），本題將周圍等效劑量H*（10）視為工作人員有效劑量 的保守估計。請回答下列問題： 計算工作人員在既有配置下的每週周圍等效劑量。（8 分） 若每週周圍等效劑量的控制目標為0.100 mSv，且新增鉛屏蔽僅設置 於操作位置A，計算理論上所需增加的最小鉛屏蔽厚度。（7 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、點射源服從平方反比，H*(10)率=6.00×(1.00/r)^2 mSv/h。位置A：r=2.00 m，未屏蔽1.50 mSv/h；經0.500 cm鉛衰減e^(−1.20×0.500)=0.5488，劑量率0.8232 mSv/h。每日6.00 min=0.100 h，日劑量0.08232 mSv，每週5日0.4116 mSv。
- 二、位置B：r=4.00 m，劑量率6.00×(1/4)^2=0.375 mSv/h；每日2.00 min=0.03333 h，日劑量0.01250 mSv，每週5日0.06250 mSv。既有配置每週總計0.4116+0.0625=0.4741 mSv。
- 三、控制目標0.100 mSv/週，B固定貢獻0.0625 mSv/週，故A容許0.0375 mSv/週。設A再增加鉛厚x cm：0.4116 e^(−1.20x)=0.0375，e^(−1.20x)=0.0911，x=−ln(0.0911)/1.20=2.00 cm。連同原有0.500 cm，A總鉛厚約2.50 cm。
- 四、此為忽略增建效應之理論下限；實際鉛屏蔽會產生散射與增建，且工作位置、射源活度與停留時間若有變動，均需以實測或蒙地卡羅驗證。設計時宜取較2.00 cm更厚之整數厚度並定期以劑量率儀確認。
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。