114 專技高考高等考試 醫事放射師 醫學物理學與輻射安全（第二次） 考古題詳解

核心觀念

同重遷移（isobaric transition）是指核種蛻變前後的質量數 $A$ 不變，但原子序 $Z$ 改變。質量數為質子數與中子數之和：

判斷時只要比較蛻變前後的 $A$、$Z$ 變化即可。

解題方法

逐一看各種蛻變會改變哪些粒子數：

• $\beta^-$ 發射：中子轉為質子，$Z$ 增加 1、$N$ 減少 1，$A$ 不變。
• 正子發射：質子轉為中子，$Z$ 減少 1、$N$ 增加 1，$A$ 不變。
• 電子捕獲：原子核捕獲一個軌域電子，質子轉為中子，$Z$ 減少 1、$N$ 增加 1，$A$ 不變。
• $\alpha$ 發射：放出 2 個質子與 2 個中子，$Z$ 減少 2、$N$ 減少 2，$A$ 減少 4。

因此，$\alpha$ 發射前後的質量數改變，不屬於同重遷移。

選項分析

核心觀念

放射性核種的活度會隨時間呈指數衰減，其衰變定律為

其中 $A_0$ 為初始活度、$A(t)$ 為經過時間 $t$ 後的活度，$\lambda$ 為衰變常數。半衰期 $T_{1/2}$ 與衰變常數的關係為

解題方法

題目給定 7 天後活度剩下初始值的 $70\%$，即 $A(7)/A_0=0.70$。代入衰變定律：

兩邊取自然對數，求得

再代入半衰期公式：

核心觀念

本題考查 $\beta^-$ 衰變的能量釋出（$Q$ 值），以及原子質量差換算成能量的方法。碳-14 衰變為氮-14 時，母核與子核的原子序各差 1。使用原子質量計算 $\beta^-$ 衰變的 $Q$ 值時，可直接相減：

放出的總能量會由電子、反微中子與子核反沖分配。題目問貝他粒子的最大能量，也就是 β 能譜端點能量；端點時反微中子能量趨近於零，核反沖可忽略，因此可用 $Q$ 值近似。

解題方法

先求原子質量差：

利用 $1\ \mathrm{amu}\,c^2\approx 931.5\ \mathrm{MeV}$ 換算：

又因 $1\ \mathrm{MeV}=1000\ \mathrm{keV}$：

選項分析

核心觀念

電子捕獲（electron capture, EC）是母核中的質子捕獲原子內層電子，轉變為中子，並放出電子微中子：

$p+e^-\rightarrow n+\nu_e$

因此，核種的質子數減少 $1$，中子數增加 $1$，質量數不變。電子捕獲放出的是微中子 $\nu_e$，不是反微中子 $\bar{\nu}_e$。

解題方法

先由反應式判斷粒子種類與核種變化，再檢查各選項。電子捕獲常捕獲靠近原子核的 K 層電子；其能量條件也與正子放射的 $1.022\ \mathrm{MeV}$ 閾值有關。這個閾值來自正子放射所需的兩個電子靜止質量能量：

$2m_ec^2=2(0.511\ \mathrm{MeV})=1.022\ \mathrm{MeV}$

電子捕獲不需產生正子，因此即使母核與子核的原子質量能量差小於 $1.022\ \mathrm{MeV}$，仍可能發生電子捕獲。

選項分析

核心觀念

本題考查 $\beta^-$ 衰變時，原子核內質子數、中子數與質量數的變化。$\beta^-$ 衰變的核內反應為：

也就是一個中子轉變為一個質子，並放出電子（$\beta^-$）與電子反微中子。

解題方法

以原子序 $Z$ 表示質子數、中子數以 $N$ 表示、質量數以 $A$ 表示，且 $A=Z+N$。一次 $\beta^-$ 衰變使：

• 質子數（原子序）增加 $1$：$Z \rightarrow Z+1$
• 中子數減少 $1$：$N \rightarrow N-1$
• 質量數不變：$A=(Z+1)+(N-1)=Z+N$

因此，正確敘述是原子序加 $1$、中子數減 $1$、質量數不變。

核心觀念

本題考查光子在物質中發生康普頓散射時，散射光子能量與散射角的關係。「回散射」表示光子沿著與入射方向相反的方向散射，散射角為 $180^\circ$。電子的靜止能量為 $m_ec^2=0.511\ \mathrm{MeV}$。

解題方法

康普頓散射後光子能量為

其中入射光子能量 $E=20\ \mathrm{MeV}$，回散射時 $\theta=180^\circ$，因此 $\cos180^\circ=-1$：

最接近的選項為 $0.256\ \mathrm{MeV}$，故選 (A)。題目提到 Ge，是散射介質；計算回散射光子能量時，依康普頓散射公式使用電子靜止能量與散射角。

選項分析

核心觀念

本題考康普頓散射的能量與散射角關係。入射光子與近似靜止的自由電子碰撞後，光子能量降低；散射光子能量 $E'$ 與入射光子能量 $E$、散射角 $\theta$ 的關係為

其中電子靜止能量 $m_ec^2=0.511\ \mathrm{MeV}$，$\theta$ 是散射光子相對於入射方向的角度。

解題方法

已知 $E=1.022\ \mathrm{MeV}$、$E'=204.4\ \mathrm{keV}=0.2044\ \mathrm{MeV}$。將公式整理求 $\cos\theta$：

代入數值：

因此

核心觀念

X 光管電流代表單位時間內通過的電量。電子總數由總電量除以單一電子的電量求得：

其中 $I$ 為管電流、$t$ 為曝光時間，$e=1.60\times10^{-19}\ \mathrm{C}$ 為基本電荷。題目給的管電壓 $75\ \mathrm{kVp}$ 不影響電子數的計算。

解題方法

先將電流換成安培，再求曝光期間的總電量：

每個電子帶有 $1.60\times10^{-19}\ \mathrm{C}$ 的電量，因此撞擊陽極靶的電子數為：

核心觀念

電子的動能可用經典力學公式表示為

其中電子質量 $m_e=9.11\times10^{-31}\ \mathrm{kg}$。本題以此公式由動能求速度。電子伏特換算為焦耳時，$1\ \mathrm{eV}=1.602\times10^{-19}\ \mathrm{J}$。

解題方法

先將 $70\ \mathrm{keV}$ 換算為焦耳：

由 $K=\frac{1}{2}m_ev^2$ 整理得：

最接近的選項為 $1.56\times10^8\ \mathrm{m/s}$。

選項分析

• (A) $1.12\times10^7\ \mathrm{m/s}$：錯誤。 速度比計算值小一個數量級，常見原因是換算或指數處理錯誤。

核心觀念

X 光的質主要指光子的能量分布與穿透力；量則指 X 光光子數或束流強度。影響兩者的因素中，管電壓（kVp）會改變光子能量，也會改變產生的光子數；濾片會優先吸收低能光子，使射束平均能量上升，同時使光子數減少。

解題方法

逐一判斷各因素對 X 光「質」與「量」的作用：

• mAs：決定管電流與曝光時間的乘積，主要改變光子數，因此影響量；一般不改變光子能量分布。
• kVp：提高管電壓會提高光子最大能量及平均能量，也會增加 X 光產生量，因此同時影響質與量。
• 距離（SSD）：依反平方定律改變到達受照位置的強度，影響量；不改變射束本身的能量分布。

核心觀念

充氣式偵檢器以氣體受輻射游離後產生的離子對作為訊號。氣體放大因數是電場中實際收集到的電荷量，與初級游離所產生電荷量的比值：

$M=\frac{\text{實際收集電荷量}}{\text{初級游離電荷量}}$

游離腔工作在飽和區，電場足以收集初級離子對，但不足以引發次級游離，因此 $M=1$。比例計數器與蓋革計數器則利用氣體倍增作用，$M>1$。

解題方法

先辨認各偵檢器的工作區域，再對照是否發生氣體倍增：

• 游離腔區：收集初級離子對，沒有氣體倍增，$M=1$。
• 比例區：發生雪崩倍增，訊號仍與初級游離量成比例，$M>1$。
• 蓋革－牟勒區：放電擴展形成大訊號，氣體倍增顯著，$M\gg1$。

選項分析

核心觀念

本題考查 AAPM TG-51 議定書中，圓柱型游離腔量測光子與電子深度劑量曲線時的有效測量點（effective point of measurement, EPOM）。

圓柱腔的幾何中心是腔體的參考位置；但量測深度劑量時，為修正游離腔造成的深度位移，需將有效測量點沿著朝向輻射源的方向移動：

• 光子束：由腔體中心向上游移動 $0.6r_{\mathrm{cav}}$。
• 電子束：由腔體中心向上游移動 $0.5r_{\mathrm{cav}}$。

此處的「向上游」即朝向輻射源，也就是相對於腔體中心的上方。

解題方法

先記住 TG-51 對兩種束流的有效測量點位移量，再確認位移方向：

核心觀念

本題考布拉格－格雷空腔理論（Bragg–Gray cavity theory）。在吸收劑量計算中，若空氣空腔足夠小，空腔的存在不會明顯改變周圍介質中的帶電粒子通量與能譜，因此空腔內氣體的劑量可用來推算腔壁介質的劑量：

右側為腔壁材料與腔內氣體的平均質量碰撞阻擋本領比。理論的關鍵假設是：腔內劑量由穿越空腔的帶電粒子所造成，而這些粒子的能譜不因空腔而改變。

解題方法

空氣空腔必須足夠小，才能視為對原本介質中的帶電粒子場沒有顯著擾動。若空腔太大，帶電粒子在空腔中可能大量減速、失去能量或停止，粒子通量與能譜便會改變，腔內氣體劑量也就不能直接按阻擋本領比換算成腔壁劑量。

核心觀念

碰撞克馬 $K_{\mathrm{col}}$ 是光子將能量轉移給帶電次級粒子後，扣除其輻射能量損失的部分；吸收劑量 $D$ 則是介質單位質量實際吸收的能量。兩者之比定義為

兩者是否相等，取決於帶電次級粒子在該區域是否達到帶電粒子平衡（charged particle equilibrium, CPE）。

解題方法

在平衡區內，每一小區域中由光子產生、流入的帶電粒子能量，與流出該區域的帶電粒子能量相互平衡，因此帶電粒子把局部取得的能量沉積在介質中的速率，等於該區域的碰撞克馬。故在帶電粒子平衡成立時，

核心觀念

本題考查診斷 X 光中的散射輻射，尤其是康普頓散射，以及影響散射量的照射條件。

康普頓散射是 X 光光子與物質中的電子作用後，改變方向並降低能量的過程。診斷能量範圍內，康普頓散射是人體組織中重要的散射來源。要區分「散射量」與「散射比例」：mA 增加會提高 X 光光子總數，因此散射光子數增加；但在其他條件不變時，散射占總輻射的比例不會因此增加。

解題方法

逐一判斷各選項改變的是散射的發生機率，還是入射光子總數與受照體積：

• kVp 增加會改變光子能量與物質作用的相對機率。
• mA 增加主要改變 X 光光子數量，不改變每個光子的散射機率。
• 照野變大或受照物體變厚，都會讓更多物質受到照射，增加散射輻射量。

因此，題目中將 mA 增加說成會提高「康普頓散射比例」的選項，混淆了散射量和散射比例。

選項分析

核心觀念

本題考的是介入放射學（IR）用 X 光管的陽極熱容量。陽極容量表示陽極靶面可儲存熱量的能力，常以 MHU（million heat units，百萬熱單位）表示。介入檢查常有長時間透視與連續攝影，X 光管需承受較高且持續的熱負荷，因此通常採用較高陽極容量的 X 光管。

解題方法

依設備用途判斷所需熱容量：一般診斷攝影的曝光時間較短，熱負荷相對較低；介入放射學則可能長時間透視並反覆攝影，熱量累積較多，故典型 IR X 光管的陽極容量以數十 MHU 為常見規模。四個選項中，$30\ \mathrm{MHU}$ 符合此量級。

選項分析

核心觀念

本題考放射診斷攝影軟片的保存條件。未曝光軟片的感光乳劑會受熱、濕氣及游離輻射影響；保存不當可能增加底片霧度、降低影像品質，也會縮短軟片的可用期限。

解題方法

逐項核對軟片保存的基本原則：低溫、適當濕度、避光，並減少背景輻射照射。選項中若出現明確的劑量數值，須確認它是否為通用保存標準；未曝光軟片的保存重點是降低輻射曝露，而不是以題述的單一劑量值作為普遍合格門檻。

選項分析

• (A) 正確。 降低保存溫度可減緩感光乳劑的化學變化，延長軟片保存期限。低於 $20^\circ\mathrm{C}$ 符合冷涼保存的原則。
• **(B) 正確。

核心觀念

鉛柵（grid）放置於病人與影像接收器之間，利用鉛等不透射線材料製成柵條，並與可讓 X 射線通過的間隔材料交錯排列。鉛柵主要吸收散射輻射，減少散射線到達影像接收器，以改善影像對比；同時也會吸收部分原射線，因此通常需要提高曝光量補償，病人輻射劑量可能增加。

解題方法

判斷各選項是否錯誤時，抓住鉛柵的兩項作用：一是吸收散射線、改善影像品質；二是也會吸收部分有用的原射線，因而可能需要增加曝光。故鉛柵的主要目的不是降低病人劑量，而是降低散射線造成的影像劣化。

選項分析

核心觀念

本題考放射診斷攝影中影像品質與曝光條件的關係，重點包括幾何放大、移動模糊、管電壓（kVp）對對比度的影響，以及管電流時間積（mAs）與量子斑駁的關係。

幾何放大率為：

物體離接收器越遠，放大率通常越大；縮短曝光時間可減少曝光期間的病人或器官移動；增加 mAs 可增加到達接收器的光子數，降低量子斑駁。

解題方法

逐項檢視各攝影條件對影像品質的實際作用。本題問「何者錯誤」，關鍵在選項 (C)：高 kVp 雖能提高 X 射線穿透力，但會降低影像對比度，與選項所述相反。

選項分析

核心觀念

影像資料量由「像素數 × 每像素位元數」決定。$1$ byte（位元組）$=8$ bits（位元），$1$ MB 在此類題目通常按 $1$ MB $=2^{20}$ bytes $=1,048,576$ bytes 計算。

解題方法

影像共有 $2000\times2500=5,000,000$ 個像素。每個像素為 $16$ bits，即 $16\div8=2$ bytes，因此總容量為：

換算為 MB：

選項分析

核心觀念

百分深度劑量（PDD）是在固定 SSD 下，深度 $d$ 處劑量相對於最大劑量深度 $d_{\max}$ 處劑量的百分比。組織最大劑量比（TMR）則是深度 $d$ 處劑量與 $d_{\max}$ 處劑量的比值，並以相同源軸距幾何條件比較。

由 PDD 換算 TMR 時，需修正 SSD 幾何造成的反平方效應，以及深度不同時照野尺寸改變所帶來的散射差異：

解題方法

已知 $\mathrm{SSD}=100\ \mathrm{cm}$、$d=5\ \mathrm{cm}$、$d_{\max}=1.5\ \mathrm{cm}$，且 $\mathrm{PDD}=86.4$，先將 PDD 百分比換成比值 $0.864$。

照野 $10\times10\ \mathrm{cm^2}$ 在最大劑量深度處的投影尺寸為：

在 $5\ \mathrm{cm}$ 深度處的投影尺寸為：

核心觀念

本題考查光子射束穿過肺部等低密度非均質組織時的劑量修正。肺部的電子密度低於水等效軟組織，因此光子在肺中的衰減較小；若計算時把肺部誤當成一般軟組織，會高估射束沿途的衰減，進而低估腫瘤劑量。

解題方法

以相同幾何條件比較均質計算與實際經過肺部的情況。低密度肺組織的質量厚度小於同樣幾何厚度的軟組織，因此實際射束抵達腫瘤時保留的光子通量較多，腫瘤實際劑量較高。

本題給定 $10\ \mathrm{MV}$ 光子射束、$10\ \mathrm{cm}$ 肺部路徑與 $20\ \mathrm{cm}$ 腫瘤深度，依題目所採用的近似劑量修正，忽略肺部非均質性時，計算劑量約比真實劑量低 $20\%$。

選項分析

核心觀念

點狀射源在真空或忽略介質衰減時，光子通量依反平方定律隨距離改變：

但水中實際劑量還會受光子在介質中的衰減與散射影響。可概念化寫成：

其中 $T(r)$ 代表水中衰減與散射造成的修正。題目比較的是各射源在距離射源 5 公分內，實際百分劑量與單純反平方定律預測值的偏離程度。

偏離大小與光子能量有關：能量越低，光子在水中的衰減通常越明顯，實際劑量分布就越容易偏離單純的 $1/r^2$ 關係。

解題方法

先比較四種核種的代表性光子能量：

• $^{125}\mathrm{I}$：低能光子，約 27–35 keV。
• $^{198}\mathrm{Au}$：主要光子約 412 keV。
• $^{192}\mathrm{Ir}$：平均光子能量約 0.38 MeV。
• $^{137}\mathrm{Cs}$：主要光子約 662 keV。

核心觀念

本題考《輻射醫療曝露品質保證標準》附表五「電腦刀應實施之校驗項目、頻次及結果或誤差容許值」，重點是把校驗項目、檢查頻次及容許誤差三者配對。以下以命題當年（民國 114 年）法規為準。

解題方法

依附表五逐一比對選項中的三項資料：項目名稱、執行頻次、結果或誤差容許值。頻次若列有兩種，需確認是否分別對應不同的檢查週期，不能只看「二毫米以下」就判定正確。

選項分析

核心觀念

本題考《輻射醫療曝露品質保證標準》附表八至附表十，對診斷用 CT、核醫用 CT（PET/CT）及 CT 模擬定位掃描儀（CT-SIM）所訂的檢查床軸向位置相關容許誤差。以命題當年（民國 114 年）法規為準。

判斷「準確性要求最高」時，比較的是容許誤差：容許誤差數值越小，位置準確度要求越高。

解題方法

依設備用途對照附表：

• 診斷 CT：附表八的「切片位置準確性」包含檢查床進出移動準確性，連續移動與分次移動的誤差均須在 $2\ \text{mm}$ 以下。
• PET/CT：附表九要求檢查床的 CT 與 PET/SPECT 位置吻合性在 $5\ \text{mm}$ 以下。
• CT-SIM：附表十的「切片位置準確性」容許誤差為 $1\ \text{mm}$ 以下。

因此比較容許誤差：

$1\ \text{mm} < 2\ \text{mm} < 5\ \text{mm}$

核心觀念

PET 的空間解析度會受正子射程影響。正子由核種放出後，須在組織中移動一段距離才與電子湮滅，產生一對近乎相反方向的光子；因此，湮滅位置會偏離正子原本的放射位置，造成影像模糊。

核種放出的正子能量愈高，平均射程通常愈長，對空間解析度的損害愈大。因此，這題可比較各核種的正子能量：能量愈低，空間解析度表現愈佳。

解題方法

四種核種的正子最大能量約為：

由低至高排列為：

正子能量愈低，正子射程愈短，湮滅位置偏移愈少，故 PET 空間解析度由優至劣為：

核心觀念

本題考查 2D-PET 的軸向幾何靈敏度，以及不同軸向位置可形成的反應線（line of response, LOR）數量。

2D-PET 掃描時，環間隔板（septa）會限制可接受的斜向反應線，主要保留同一探測器環或相鄰環之間的符合事件。軸向中央區有足夠多的探測器環，可供各軸向位置形成的有效環配對數大致相同，因此 LOR 數量維持平台狀；靠近軸向兩端時，可用的環配對逐漸減少，靈敏度也隨之下降。

解題方法

把軸向視野由中央往兩端觀察：

• 中央區：可用的環配對數量足夠，LOR 數量大致固定。
• 起始區與終末區：靠近探測器環的邊界，可用環配對逐漸減少，LOR 數量不會達到最大值，也不會維持中央區的平台值。

核心觀念

本題考查 3D PET（正子電腦斷層）的軸向系統靈敏度分布。系統靈敏度是指放射性事件被偵測並形成有效符合事件的能力，可視為單位活度、單位時間內的有效計數率；其軸向分布取決於探測器環的幾何配置，以及可接受的符合線（line of response, LOR）數量。

3D PET 不使用隔片限制軸向斜向符合線，因此可接受的斜向 LOR 較多。軸向中央位置周圍可形成的符合線組合較完整；靠近軸向兩端時，部分斜向符合線會因超出探測器視野而減少。因此，靈敏度沿長軸方向通常在中央附近最高，向兩端降低。

解題方法

判斷軸向靈敏度時，從探測器幾何與符合線數量切入：靈敏度隨可接受的符合線數增加而提高。

核心觀念

本題考查 α 粒子在空氣中的射程與能量的經驗關係。$^{241}\mathrm{Am}$ 衰變放出的主要 α 粒子能量約為 $5.5\ \mathrm{MeV}$。在常用近似下，α 粒子於空氣中的射程可用下式估算：

其中 $E_\alpha$ 以 $\mathrm{MeV}$ 為單位。這是經驗公式，計算結果是近似值。

解題方法

取 $E_\alpha \approx 5.49\ \mathrm{MeV}$，代入射程公式：

核心觀念

PET 的衰減校正通常利用 CT 影像估算光子在人體內的衰減，並將 CT 數值轉換成 PET 使用的 511 keV 線性衰減係數。高密度對比劑會使 CT 數值偏高；若轉換後高估了衰減係數，衰減校正便會過度補償該區域的訊號，造成校正後 PET 影像局部攝取值異常升高，形成熱區假影（hot artifact）。

解題方法

判斷關鍵是追蹤「CT 對比劑造成的高估」如何影響 PET 校正：

1. 高密度對比劑使 CT 衰減值升高。
2. CT 衰減值轉換為 511 keV 衰減係數時，該區域的衰減估計值也可能被高估。
3. PET 衰減校正會補回估計在體內被吸收或散射掉的訊號；估計衰減越大，補償幅度越大。
4. 因此該處校正後的 PET 訊號偏高，呈現熱區假影。

選項分析

核心觀念

脈衝式超音波的脈衝參數彼此相關，主要公式如下：

• 空間脈衝長度：$SPL=n\lambda=n\frac{c}{f}$，其中 $n$ 為每個脈衝的週期數、$\lambda$ 為波長、$c$ 為介質中的聲速、$f$ 為工作頻率。
• 脈衝持續時間：$PD=nT=\frac{n}{f}$，其中 $T=1/f$ 為週期。
• 脈衝重複週期：$PRP=1/PRF$。
• 責任因子：$DF=\frac{PD}{PRP}=PD\times PRF$。

在介質聲速與脈衝週期數固定時，工作頻率愈高，波長與週期愈短，因此 $SPL$ 和 $PD$ 都與工作頻率成反比。

解題方法

逐項檢查各選項所述的比例關係。判斷時固定介質聲速及脈衝週期數；對 $DF$ 則使用 $DF=PD\times PRF$，比較 $PD$ 與 $DF$ 的關係。

選項分析

核心觀念

責任因子（duty factor, $DF$）是脈衝持續時間（pulse duration, $PD$）占脈衝重複周期（pulse repetition period, $PRP$）的比例：

空間脈衝長度（spatial pulse length, $SPL$）是超音波在一個脈衝期間傳播的距離：

其中 $c$ 為軟組織中的超音波傳播速度，考題通常採用 $1.54\ \mathrm{mm/\mu s}$。

解題方法

先由責任因子求脈衝持續時間：

再以超音波速度乘上脈衝持續時間：

核心觀念

本題考超音波探頭的陣列排列方式，以及各種陣列能否藉由依序啟動不同的振元組合，改變聲束方向或掃描位置。**連續射束掃描（sequencing beam scanning）**是依序選擇陣列中的振元發射與接收，使掃描線連續移動或轉向。

線性陣列與凸面陣列主要透過沿陣列方向依序啟動振元組合來掃描；相位陣列則可藉由調整各振元的發射時序，讓聲束偏轉。扇形陣列通常以機械方式擺動探頭形成扇形掃描，並非依序切換陣列振元來進行連續射束掃描。

解題方法

判斷重點是「掃描是否由陣列振元的依序切換或時序控制產生」，而不是影像最後呈現線形或扇形。線性、凸面及相位陣列都能以電子方式掃描；扇形陣列在本題所用分類中是機械掃描型態，因此不具備題目所指的連續射束掃描能力。

選項分析

核心觀念

分貝（dB）是表達兩個量之比值的對數單位。對功率比而言，定義為

因此，dB 可用來表示放大器增益、衰減量及相對功率。衰減係數則描述聲波強度隨傳播距離的衰減程度，具有「每單位長度」的量綱，常用單位為 $\mathrm{dB/cm}$ 或 $\mathrm{dB/(cm\cdot MHz)}$，不是單純的 dB。

解題方法

判斷各選項是否為「比值的對數量」或「每單位距離的係數」。前者可用 dB 表示；後者還必須帶有長度的倒數單位。衰減係數描述每傳播一段距離所造成的衰減，因此單位中需包含距離，而非只有 dB。

選項分析

• **(A) 放大器增益（amplifier gain）：正確。

核心觀念

超音波在組織中傳播時，聲能會因組織吸收而轉換成熱能，使局部溫度上升，因此吸收是造成組織加熱的主要效應。吸收程度與介質性質及超音波頻率有關；頻率越高，通常衰減與吸收越明顯。

解題方法

辨認各選項描述的是聲波與介質交互作用的哪一種結果：若聲能被組織吸收並轉為熱，便會造成加熱；阻抗、折射與繞射則分別描述聲學性質或波的傳播現象，並非直接的熱能來源。

選項分析

• (A) 阻抗（impedance）：錯誤。 聲阻抗是介質對聲波傳播的特性，定義為 $Z=\rho c$，其中 $\rho$ 為介質密度、$c$ 為聲速。不同介質的聲阻抗差異會影響界面上的反射與透射，並非造成組織加熱的直接效應。

核心觀念

本題考查 MRI 的 $k$ 空間填充方式與掃描時間。$k$ 空間每個位置代表一組空間頻率資料；一般逐次掃描會在不同的 TR 收集不同相位編碼線。能在單一 TR 內取得整個 $k$ 空間的技術，稱為單次激發（single-shot）成像。

解題方法

判斷關鍵是看技術是否能在一次激發後，以快速連續讀出取得多條甚至全部的 $k$ 空間資料。Single-shot echo planar imaging（EPI）利用快速切換讀出梯度，配合反轉讀出方向，並以相位編碼梯度逐線取得資料；一次激發後即可在一個 TR 內填滿整個 $k$ 空間。

選項分析

• (A) single-shot echo planar imaging：正確。 單次激發 EPI 在一次 TR 中連續讀出所有相位編碼線，因此可填滿整個 $k$ 空間。
• (B) phase contrast：錯誤。 相位對比 MRI 是利用流動相關的相位差測量速度；

核心觀念

本題考查臨床磁振造影（MRI）主磁場的來源，以及超導磁鐵與永久磁鐵、磁性材料的差異。超導磁鐵以低溫下電阻趨近於零的超導線圈通電產生強磁場；臨床 MRI 多採用此類磁鐵，以取得強而穩定的主磁場。

解題方法

逐項判斷超導磁鐵的用途、運作條件與材料：

• 臨床掃描儀是否普遍採用超導磁鐵？
• 超導線圈是否須在極低溫下維持超導狀態？
• 超導磁鐵是否等同於永久磁鐵？
• Alnico 是否為超導磁鐵線圈的常用材料？

選項分析

① 正確。 大部分臨床 MRI 掃描儀使用超導磁鐵，因為它能產生高磁場，且在穩定運作時可維持均勻、穩定的主磁場。

核心觀念

本題考查 MRI 中射頻脈衝（RF pulse）對質子磁化的作用，包括橫向磁化、共振條件、相位一致化，以及 RF 脈衝停止後的縱向弛豫。

在外加主磁場 $B_0$ 下，質子自旋會以拉莫爾頻率旋進：

RF 脈衝的頻率須符合共振條件，才能有效改變磁化方向。其 $B_1$ 磁場會使淨磁化向量偏離縱向，並使自旋的相位趨於一致，形成可測得的橫向磁化。

解題方法

逐項判斷敘述是否符合 MRI 的自旋與磁化行為。關鍵是分清楚單一自旋的橫向分量與所有自旋合成的淨橫向磁化：單一自旋可以有橫向分量，但若各自旋相位分散，其橫向分量彼此抵銷，淨 $M_{xy}$ 仍為零。再以共振條件與縱向弛豫判斷其餘敘述。

選項分析

核心觀念

本題考查磁振造影（MRI）反轉回復（inversion recovery, IR）序列中的組織零點（null point）。先施加 $180^\circ$ 反轉脈衝，使縱向磁化 $M_z$ 朝負方向；經過反轉時間 $TI$，$M_z$ 恢復至零時，該組織處於零點。

採用理想 $180^\circ$ 脈衝，且初始縱向磁化為 $M_0$ 時，反轉後的縱向磁化為：

令 $M_z(TI)=0$，可得該組織的零點時間：

因此，零點時間與組織的 $T_1$ 有關；在零點時，縱向磁化為零，理想情況下該組織在後續 $90^\circ$ 激發所產生的訊號也為零。

解題方法

以零點的定義判斷選項：零點是反轉後縱向磁化恢復至零所需的時間，也就是適當設定的 $TI$。它不是一個脈衝間距的名稱；

核心觀念

本題考查核磁共振中，$90^\circ$ RF 脈衝停止後的弛豫與自由感應衰減（FID）。脈衝使縱向磁化向橫向翻轉；脈衝關閉後，橫向磁化逐漸失相位，縱向磁化則逐漸回復至平衡值。

縱向回復由 $T_1$ 描述，理想橫向磁化衰減由 $T_2$ 描述；實際 FID 還受到磁場不均勻等因素影響，其衰減由 $T_2^*$ 描述，且通常 $T_2^* \leq T_2$。

解題方法

逐項檢查脈衝停止後的磁化變化：

• 橫向平面中的自旋逐漸失相位，產生 FID 衰減。
• 縱向磁化沿 $z$ 軸回復至平衡值，這是 $T_1$ 弛豫。
• 接收線圈感應的主要訊號來自隨時間變化的橫向磁化；靜態的縱向磁化不會產生可接收的 RF 訊號。

題目問「何者錯誤」，關鍵是辨認脈衝帶入的能量是否會被保留至平衡狀態。

選項分析

核心觀念

本題考查輻射效應中「確定效應」與「機率效應」的差異。確定效應又稱組織反應，通常有劑量低限值；超過低限值後，效應嚴重程度會隨劑量增加而加重。白內障、皮膚紅斑及不孕等屬典型例子。

機率效應的特徵則是發生機率隨劑量增加而增加，通常假設沒有劑量低限值；癌症（包括白血病）及遺傳效應屬此類。

解題方法

先辨認選項是否把兩類效應的特徵混淆，再判斷劑量限度的用途：

• 「機率與劑量成正比」及「沒有劑量低限值」是機率效應常見描述。
• 確定效應有劑量低限值，超過低限值後，其嚴重程度隨劑量增加。
• 放射防護中，避免確定效應著重防止組織或器官劑量超過低限值；劑量限度通常以等效劑量或器官等效劑量表示。

選項分析

核心觀念

本題比較的是相同活度的不同放射性核種，在人體內造成的輻射傷害。活度 $A$ 表示單位時間內的核衰變數，$1\ \mathrm{Bq}=1$ 次衰變／秒；相同活度只代表衰變速率相同，不代表吸收劑量或生物效應相同。

傷害程度還取決於每次衰變放出的輻射種類與能量、核種在體內的分布與停留時間，以及輻射的輻射加權因數。人體內的 $\alpha$ 粒子射程短、線性能量轉移高，能量集中沉積在局部組織，通常比 $\beta$ 粒子造成更大的局部生物效應。

解題方法

先辨認各核種主要放射的粒子，再比較其在體內的放射效應：

• $^{131}\mathrm{I}$、$^{14}\mathrm{C}$、$^{3}\mathrm{H}$ 主要為 $\beta^-$ 衰變。
• $^{226}\mathrm{Ra}$ 主要為 $\alpha$ 衰變；若進入體內，$\alpha$ 粒子會在短距離內沉積能量，對鄰近組織造成較強的局部傷害。

因此，題目以相同活度比較時，關鍵是辨認哪個核種會在體內放出高生物效應的 $\alpha$ 粒子。四者之中，$^{226}\mathrm{Ra}$ 符合此特徵。

選項分析

核心觀念

本題考《游離輻射防護法》第 16 條所定的意外或緊急曝露後之特別醫務監護門檻。以命題當年（民國 114 年）法規為準：輻射工作人員因一次意外曝露或緊急曝露所接受之劑量超過 50 毫西弗以上時，雇主應立即安排特別健康檢查、劑量評估、放射性污染清除、必要治療及其他適當措施。

此規定著眼於單次意外或緊急曝露後的健康監護，不是一般職業曝露的年度劑量限度。

解題方法

題幹列出的處置內容，正是法條描述的特別醫務監護措施。依題幹辨認法規情境，再對照法條門檻即可：數值為 50 毫西弗，因此選項 (C)。

「超過五十毫西弗以上」是法條原文的表述；作答時依題目選項，掌握門檻數值 50 毫西弗即可。

選項分析

核心觀念

侖琴（roentgen，符號 $R$）是用來表示 X 射線或 $\gamma$ 射線在空氣中造成電離的曝露量單位。其定義以乾燥空氣中的電荷量為基礎：在標準狀況下，射線與空氣作用，使每 $1\ \mathrm{kg}$ 空氣產生 $2.58\times10^{-4}\ \mathrm{C}$ 的單一極性離子電荷，即為 $1\ R$。傳統靜電單位表示，$1\ R$ 對應每 $0.001293\ \mathrm{g}$ 空氣產生 $1\ \mathrm{esu}$ 電荷；這個空氣密度所對應的狀況為 $0^\circ\mathrm{C}$、$760\ \mathrm{mmHg}$。

解題方法

題幹問的是侖琴定義所採用的空氣溫度與氣壓。辨認「一靜電單位（esu）」這個傳統定義後，直接對照其標準空氣條件：

因此符合選項 (A)。

選項分析

核心觀念

吸收劑量表示單位質量物質所吸收的輻射能量，定義為：

其中 $D$ 為吸收劑量，$E$ 為吸收能量，$m$ 為受照物質的質量。$1\ \mathrm{Gy}=1\ \mathrm{J/kg}$。

解題方法

題目給定吸收能量 $E=4\ \mathrm{J}$，腫瘤質量為 $400\ \mathrm{g}$。先將質量換算成公斤：

代入吸收劑量公式：

選項分析

核心觀念

本題考查輻射防護中的三項關係：

• 點射源的曝露量率遵守反平方定律，距離減半時，曝露量率變為原來的 $4$ 倍。
• 每增加一個半值層（HVL），射線強度減半；兩個半值層使曝露量率變為原來的 $(1/2)^2=1/4$。
• 曝露量與曝露量率及照射時間成正比；工作時間加倍，累積曝露量加倍。

解題方法

設原曝露量率為 $\dot X_0$、原工作時間為 $t_0$，原曝露量為 $X_0=\dot X_0t_0$。各條件依序套用：

1. 工作距離減半：曝露量率乘以 $(r_0/(r_0/2))^2=4$。
2. 鉛板厚度為兩個半值層：曝露量率再乘以 $(1/2)^2=1/4$。
3. 工作時間加倍：總曝露量再乘以 $2$。

因此曝露量相對於原來的倍數為

核心觀念

點狀射源的劑量率與活度成正比，並依反平方定律與距離平方成反比：

因此，同一射源條件下，已知某活度與距離的劑量率，可換算成另一活度與距離的劑量率。工作期間的累積劑量為：

題目已說明不考慮空氣的增建因數，故不需加入增建因數修正。

解題方法

已知 $1\ \mathrm{mCi}$ 點狀射源在 $1\ \mathrm{m}$ 處的劑量率為 $0.3\ \mathrm{mSv/h}$。射源活度改為 $5\ \mathrm{mCi}$，距離改為 $2\ \mathrm{m}$，則新劑量率為：

工作 $4$ 小時的累積劑量為：

核心觀念

ICRP 第 66 號報告將吸入呼吸道的放射性物質，依溶解並進入血液的速度分為 F（快速）、M（中等）及 S（慢速）類。各類以不同比例及生物半化期描述物質進入血液的情形：

• F 類：100% 的物質以約 10 分鐘的半化期吸收。
• M 類：10% 以約 10 分鐘吸收，90% 以約 140 天吸收。
• S 類：0.1% 以約 10 分鐘吸收，99.9% 以約 7000 天吸收。

題目考的是各類吸收比例所對應的生物半化期，尤其容易把 M 類的 140 天誤記成 200 天。

解題方法

核心觀念

快中子本身不帶電，游離腔無法直接利用中子造成的游離來量測劑量。快中子與物質中的氫核（質子）發生彈性碰撞時，會使質子反沖；反沖質子是帶電粒子，能在游離腔內造成游離，藉此測得與快中子劑量相關的訊號。

解題方法

判斷游離腔內應加入何種物質，關鍵在於能否有效產生反沖質子。氫的原子核就是質子，且中子與質子的質量相近，彈性碰撞時可有效傳遞能量，因此在游離腔內壁塗布含氫物質，可提升快中子劑量的量測能力。

選項分析