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医学放射物理与防护练习题

放射物理与防护习题与答案

第一章核物理基础（物质的结构、核转变）

第一节学习目标及学习指导

一、学习目标

（一）掌握内容

1．放射性核素衰变的类型。

2．原子核的衰变规律。

（二）熟悉内容

熟悉原子结构、原子核结构。

（三）了解内容

衰变平衡。

二、学习指导

1．从初期理论的实验基础入手展开对原子结构的介绍，通过玻尔的原子模型引入玻尔假设、氢原子的玻尔理论，得出轨道半径、能量与量子数n的关系。

核外电子结构、原子能级、原子核外壳层电子的结合能，原子核的结构、原子核的结合能。

2．核素有两大类，即放射性核素和稳定性核素。

放射性核素又分为天然放射性和人工放射性核素。

放射性核素发生衰变过程中遵守电荷、质量、能量、动量和核子数守恒定律。

3．原子核的衰变规律可用衰变常数、半衰期、平均寿命、放射性活度来衡量。

有些放射性核素可以发生递次衰变。

第二节习题集

一、A1型题：

每道试题由1个以叙述式单句出现的题干和4～5个供选择的备选答案构成，请你从备选答案中选择1个最佳答案。

1．关于物质结构的叙述，错误的是

A．物质由原子组成

B．核外电子具有不同壳层

C．一般每层上的电子数最多是2n2个

D．核外的带负电荷的电子出现的几率称为“电子云”

E．最外层电子数最多不超过10个

2．关于原子核外结构的叙述，错误的是

A．原子均由原子核及核外电子组成

B．电子沿一定轨道绕核旋转

C．核外电子具有不同壳层

D．K层电子轨道半径最小

E．K层最多容纳8个电子

3．关于原子能级的相关叙述，错误的是

A．电子在各个轨道上具有的能量是连续的

B．原子能级，以电子伏特表示

C．结合力与原子序数有关

D．移走轨道电子所需的最小能量为结合能

E．原子处于能量最低状态时叫基态

4．下列说法错误的是

A．原子能级是指电子与核结合成原子时，能量的减少值

B．结合能表示将电子从原子中移走所需的最小能量

C．原子能级是结合能的负值

D．原子中结合能最大的电子，能级最低

E．原子能级和结合能数值相等

5．轨道半径最小的壳层是

A．K层

B．L层

C．M层

D．N层

E．O层

6．最多可容纳8个电子的壳层是

A．K层

B．L层

C．M层

D．N层

E．O层

7．电子伏特（eV）与焦耳（J）的关系是

A．1eV=1.6×10-19J

B．1J=1.6×10-19eV

C．1eV=1J

D．1eV=1.6×1019J

E．以上都不对

8．原子能级与结合能的关系是

A．原子能级是结合能的负值

B．二者绝对值相等

C．二者符号相反

D．以上都对

E．以上都不对

9．描述绕原子核运动的电子所处的状态的量子数有

A．主量子数n

B．角量子数L

C．磁量子数mL

D．自旋量子数ms

E．以上都可以

10．原子中壳层电子吸收足够的能量脱离原子核的束缚变为自由电子的过程称为

A．基态

B．激发

C．跃迁

D．特征光子

E．电离

11．可以用来描述放射性核素衰变快慢的物理量是

A．衰变常数

B．半衰期

C．平均寿命

D．放射性活度

E．以上都是

12．一放射性核素经过3个半衰期的时间后放射性核素数为原来的

A．1／2

B．1／3

C．1／4

D．1／8

E．1／16

13．放射系母体为A，子体为B，其核素数目分别为NA（t）、NB（t），放射性活度为AA（t）、AB（t），达到放射平衡后

A．NA（t）=NB（t）

B．AA（t）=AB（t）

C．NA（t）、NB（t）不随时间变化

D．NA（t）、NB（t）的比例不随时间变化

E．以上都不对

14．放射性活度的国际单位是

A．居里

B．秒-1

C．戈瑞

D．伦琴

E．贝可勒尔

15．下列公式中错误的是

A．Te=T+Tb

B．

C．

D．

E．

16．关于放射性核素衰变的说法错误的是

A．放射性核素分为天然放射性核素和人工放射性核素

B．人工核素主要由反应堆和加速器制备

C．放射性核素衰变过程遵守电荷、质量、能量、动量和核子数守恒定律

D．放射性衰变是放射性核素本身的特性

E．放射性核素所放出的射线种类都是单一的

17．原子核数因衰变减少一半所需的时间是

A．平均寿命

B．衰变常数

C．放射性活度

D．半价层

E．半衰期

18．贝可勒尔（Bq）与居里（Ci）的关系是

A．1Bq=1Ci

B．1Bq=3.7×1010Ci

C．1Bq=3．7×109Ci

D．1Ci===3．7×109Bq

E．1Ci===3．7×1010Bq

19．在电子俘获过程中，可能出现外层电子填补内层电子空位，而产生

A．特征X线

B．俄歇电子

C．轫致X线

D．γ光子

E．A+B

二、A2型题：

试题由1个简要叙述作为题干和4～5个供选择的备选答案构成，请你从备选答案中选择1个最佳答案。

1．氢原子光谱的谱线系可用一个通式表达为

A．

B．

C．

D．

E．

2．在原子中，电子带负电荷，原子核带正电荷，原子核对电子的吸引力称为结合力，距核愈近的电子结合力愈大，移动该电子所需要的能量愈大。

反之，亦然。

移走原子中某轨道电子所需要的最小能量就叫做这个电子在原子中的

A．电离能

B．激发能

C．能级

D．动能

E．结合能

3．一种核自发的变成另一种核，其质量数不变，而原子序数在元素周期表中向前或向后移一个位置，这是

A．α衰变

B．γ衰变

C．β+衰变

D．β-衰变

E．β衰变

4．原子核由激发态回到基态时，把全部能量交给核外电子，使其脱离原子的束缚而成为自由电子，这一过程称为

A．电子俘获

B．光电效应

C．轫致辐射

D．俄歇电子

E．内转换

5．无论是电子俘获还是内转换过程，由于原子的内壳层缺少电子而出现空位，外层电子将会填充这个空位，因此这两个过程都将伴随着发射

A．特征X线

B．俄歇电子

C．轫致X线

D．γ光子

F．A+B

6．如果母核俘获一个K层电子而变为原子序数减压的核，这个过程叫K俘获。

如果母核俘获L层电子，叫做

A．K电子俘获

B．L电子俘获

C．M电子俘获

D．N电子俘获

E．O电子俘获

7．处于激发态的原子核有两种释放能量的方式

A．发射γ射线

B．内转换

C．光电效应

D．电子俘获

E．A+B

三、A3型／A4型题：

试题叙述一段文字，然后提出2~3个相关问题，每个问题均与上述文字有关，但测试要点不同，而且问题之间相互独立。

请你从相关问题中选择1个最佳答案。

（1～7题共用题干）

物质由原子组成，每个原子均由原子核及电子组成，电子由于受原子核的吸引力沿一定的轨道绕核旋转。

核外的电子因距离核远近不同而具有不同的壳层。

每个可能轨道上具有的能量是不连续的。

l．电子的能量是

A．动能

B．势能

C．零

D．正值

　E．动能和势能之和

2．原子核对电子的吸引力是

A．基态

B．跃迁

C．激发能

D．电离能

E．结合力特

3．表征原子的能量状态的称为

A．轨道半径

B．结合能

C．电离能

D．激发能

E．原子能级

4．移走原子中某壳层轨道电子所需要的最小能量是

A．高能级

B．激发能

C．电离能

D．结合能

E．跃迁

5．原子处于最低能量状态叫

A．激发态

B．第一激发态

C．第二激发态

D．跃迁

E．基态

6．K层最多可容纳的电子数为

A．18

B．10

C．8

D．1

E．2

7．同一原子中，电子结合能最大的壳

A．L壳层

B．N壳层

C．M壳层

D．O壳层

E．K壳层

四、B1型题：

试题开始是3～5个备选答案，备选答案后提出至少2道试题，请为每一道试题选择一个与其关系密切的答案。

每个备选答案可以选用一次，也可以选用数次，也可以不选用。

A．主量子数

B．角量子数

C．磁量子数

D．自旋量子数

E．电子壳层

1．决定原子能级的主要因素是

7．决定轨道量子数的是

3．决定电子的自旋状态的是

4．决定同一电子壳层中电子具有的能量及运动形式的是

5．原子系统的量子态分为许多层，每层都有许多量子态，可以容纳许多电子，所以称为

【参考答案】

一、A1型题

1．E2．E3．A4．E5．A6．B7．A8．D9．ElO．E

11．E12．D13．D14．E15．A16．E17．E18．E19．E

二、A2型题

1．E2．E3．E4．E5．E6．A7．E

三、A3型／A4型题

1．E2．E3．E4．D5．E6．E7．E

四、B1型题

1．A2．C3．D4．B5．E

第二章X线的产生

第一节学习目标及学习指导

一、学习目标

（一）掌握内容

掌握X线的性质、产生条件、产生原理、产生效率、X线的强度概念及空间分布、能谱。

（二）熟悉内容

1．X线的发现。

2．阳极效应的定义及应用。

（三）了解内容

电子与物质的相互作用。

二、学习指导

1895年11月德国物理学家伦琴发现了X线。

X线本质是波粒二象性，具有物理、化学、生物效应三方面的特性。

高速带电粒子撞击物质而受阻突然减速时产生X线。

产生连续X线、特征X线的物理过程。

X线强度由光子数目和光子能量两个因素决定。

X线的产生效率是在X线管中产生的X线能与加速电子所消耗电能的比值。

薄靶、厚靶周围X线强度的空间分布。

X线能谱。

第二节习题集

一、A1型题：

每道试题由1个以叙述式单句出现的题干和4～5个供选择的备选答案构成，请你从备选答案中选择1个最佳答案。

1．发现X射线的物理学家是

A．贝克勒尔

B．居里夫人

C．戈瑞

D．拉德

E．伦琴

2．德国物理学家伦琴发现X射线的时间是

A．1901年11月8日

B．1895年12月8日

C．1898年8月11日

D．1896年11月8日

E．1895年11月8日

3．产生X射线的必备条件是

A．电子源

B．高速电子流

C．阳极靶面

D．以上都是

E．以上都不是

4．关于X线产生条件的叙述，错误的是

A．电子源

B．高速电子流

C．阻碍电子流的靶面

D．高速电子与靶物质相互作用的结果

E．X线管的靶面均由钼制成

5．X线管的靶面材料通常是

A．铁

B．钼

C．金

D．铜

E．钨

6．软组织摄影用X线管阳极的靶面材料是

A．钨

B．铁

C．金

D．铝

E．钼

7．与连续X射线的最短波长有关的是

A．管电流

B．照射时间

C．电子电量

D．光子数量

E．管电压

8．对于给定的靶原子，各线系的最低激发电压最大的是

A．K层

B．L层

C．M层

D．N层

E．O层

9．连续X线的最短波长为

A．

B．

C．

D．

E．

10．下列叙述错误的是

A．管电压越高，产生的X射线最短波长越短

B．X射线的最短波长对应于最大光子能量

C．管电压越高，X射线的产生效率越大

D．阳极靶物质的原子序数越大，X射线的产生效率越大

E．管电流越高，X射线的产生效率越大

11．能量80keV的电子入射到X射线管的钨靶上产生的结果是

A．连续X射线的最大能量是80keV

B．特征X射线的最大能量是80keV

C．产生的X射线绝大部分是特征X射线

D．仅有1％的电子能量以热量的形式沉积在钨靶中

E．以上都是

12．关于特征X线的叙述，正确的是

A．X线最短波长仅与管电压有关

B．管电压升高特征射线的百分比减少

C．X射线谱是连续能量谱

D．电压升高特征放射能量增加

E．内层轨道电子发射出的X线为特征放射

13．X线发生效率的公式是

A．η=KZ／U

B．η=KZ2U

C．η=KZU2

D．η=K2ZU

E．η=KZU

14．影响连续X射线产生的因素是

A．靶物质

B．管电流

C．管电压

D．高压波形

E．以上都是

15．下列叙述正确的是

A．连续X射线强度与靶物质的原子序数成反比

B．连续X射线强度与管电流成反比

C．连续X射线强度与管电压成正比

D．连续X射线强度与高压波形无关

E．以上都不对

16．关于X线强度分布的叙述，正确的是

A．与靶面倾斜角度无关

B．阴极端X线强度弱

C．照射野内分布均匀

D．与靶面状况无关

E．X线管短轴方向两侧对称

17．下列叙述错误的是

A．高速电子碰撞阳极靶面产生的X射线分布与阳极倾角有关

B．近阳极端X射线强度弱，近阴极端X射线强度强

C．阳极倾角越小，阳极效应越明显

D．阳极倾角指垂直于X射线管长轴的平面与靶面的夹角

E．以上都不对

18．关于X线物理效应的叙述，错误的是

A．穿透作用

B．电离作用

C．荧光作用

D．热作用

E．着色作用

19．计算150kV的管电压产生的X射线的最短波长

A．0．012399nm

B．0．020665nm

C．0．016532nm

D．0．024798nm

E．0．008266nm

二、A2型题：

试题由1个简要叙述和4~-5个供选择的备选答案构成，请你从备选答案中选择1个最佳答案。

1．关于连续X线光子能量的叙述，错误的是

A．X线是一束混合能谱

B．能量决定于电子的能量

C．能量决定于核电荷

D．能量决定于电子接近核的情况

E．能量大X线波长长

2．X线束成为混合射线其原因为

A．固有滤过材料不同

B．靶物质的材料不同

C．由于光电效应所致

D．由于康普顿效应所致

E．阴极产生的电子能量不同

3．X射线在传播时，具有频率和波长，并有干涉、衍射等现象，突出表现的性质是

A．微粒性

B．波粒二象性

C．物理特性

D．生物效应特性

E．波动性

4．X射线在与物质相互作用时，具有能量、质量和动量，突出表现的性质是

A．波动性

B．微粒性

C．波粒二象性

D．物理特性

E．生物效应特性

5．在描述X线时，经常用到kV（kVp）和keV两个单位，它们之间的区别与联系错误的是

A．kV是指X线管两极间管电压的千伏值

B．kVp是指峰值管电压的千伏值

C．keV表示单个电子或光子等基本粒子能量的千电子伏值

D．如果电子从100kV管电压的电场中，获得100keV的高速运动能量

E．如果电子从100kV管电压的电场中，撞击阳极靶物质发生能量转换时，产生的光子最大能量是100kV

6．在放射工作中，应注意阳极效应的影响。

错误的做法是

A．拍片时使肢体长轴与X线管长轴平行

B．将厚度大的部位置于阳极端

C．将密度高的部位置于阳极端

D．将厚度大的部位置于阴极端

E．B+C

7．根据薄靶产生X线的空间分布特点，错误的是

A．管电压较低时，利用发射式靶在技术上很有好处

B．管电压过高时，采用透射式靶

C．透射式靶是电子从靶的一面射人，X线从另一面射出

D．医用电子直线加速器使用的就是透射式靶

E．管电压较低，如100kV时，X线最大强度方向逐渐趋向电子束的入射方向

三、A3型题／A4型题：

试题叙述一段文字，然后提出2~3个相关问题，每个问题均与上述文字有关，但测试要点不同，而且问题之间相互独立。

请你从相关问题中选择1个最佳答案。

（1~5题共用题干）

经典的电磁学理论指出：

当一个带电体在外电场中速度变化时，带电体将向外辐射那磁波。

当高速电子穿过靶原子时，若它能够完全绕道电子就有可能会非常接近原子核，并受其影响。

由于电子带负电，原子核带正电，那么在它们之间就会有静电吸引。

高速电子越接近原子核，它受到原子核的电场的影响就越大，因为原子核中包含了许多质子，并且质子与高速电子间的距离又十分的小，因此这个电场是非常强的。

当高速电子经过原子核时，它会慢下来，并改变其原有的轨迹。

按照上述理论子将向外辐射电磁波而损失能量△E，电磁波的频率由ΔE=hν确定。

1．电子的这种能量辐射叫

A．轫致辐射

B．特征辐射

C．能量分布是线状的

D．能量分布是不连续的

E．以上都不对

2．产生的X线光谱的频率是连续分布的原因是

A．每个高速电子与靶原子作用时的相对位置不同

B．各相互作用对应的辐射损失不同

C．当高速电子基本上没有受原子核影响的时候，就会产生能量相对低的射线

D．当高速电子直接撞击在原子核上，电子失去了它的全部动能，产生的X射线的能量等于入射电子的动能

E．以上都对

3．连续X线光子的能量取决于

A．电子接近核的情况

B．电子的能量

C．核电荷

D．以上都是

E．以上都不是

4．当入射电子把全部动能转换为X射线光子能量时对应于

A．最大波长

B．最强波长

C．平均波长

D．最小频率

E．最短波长

5．以下描述正确的是

A．在X射线能谱中，曲线下所包括的总面积代表X射线的能量

B．单能X射线的强度I与光子能量成反比

C．单能X射线的强度I与光子数目成反比

D．单能X射线的强度I与光子数目无关

E．单能X射线的强度I与光子数目成正比

（6～7题共用题干）

用于医疗诊断方面的X射线管，其阳极靶较厚，称为厚靶X射线管。

当高能电子轰击靶面时，由于原子结构的“空虚性”，入射的

高速电子不仅与靶面原子相互作用辐射X射线，而且还穿透到靶物质内部一定的深度，不断地与靶原子作用，直至将电子的能量耗尽

为止。

因此，除了靶表面辐射X射线外，在靶的深层，也能向外辐射X射线。

而且这种愈靠近阳极，x射线强度下降愈多的现象，就是

所谓的“足跟”效应，也称阳极效应。

由于诊断X射线管靶倾角小，x射线能量不高，足跟效应非常显著。

6．下列描述正确的是

A．X射线强度下降的程度与靶倾角θ无关

B．靶倾角θ愈小，X射线强度下降的程度愈小

C．靶倾角θ愈大，X射线强度下降的程度愈大

D．靶倾角θ愈小，X射线强度下降的程度不变

E．靶倾角θ愈小，X射线强度下降的程度愈大

7．下列描述错误的是

A．在放射工作中，当成像的解剖结构在厚度或密度上差别比较大时，阳极效应就颇为重要了

B．由于诊断X射线管靶倾角小，X射线能量不高，足跟效应非常显著

C．应尽量使用中心线附近强度较均匀的X射线束摄影

D．将厚度大、密度高的部位置于阴极侧

E．将厚度大、密度高的部位置于阳极侧

四、B1型题：

试题开始是3～5个备选答案，备选答案后提出至少2道试题，请为每一道试题选择一个与其关系密切的答案。

每个备选答案可以选用一次，也可以选用数次，也可以不选用。

A．化学特性

B．生物效应特性

C．热作用

D．荧光作用

E．电离本领

1．X射线的发现基于

2．量热法依据的原理是

3．感光作用属于

4．肿瘤放射治疗的基础是利用

5．照射量的测量利用的是

【参考答案】

一、A1型题

1．E2．E3．D4．E5．E6．E7．E8．A9．E10．E

11．A12．A13．E14．E15．E16．E17．E18．E19．E

二、A2型题

1．E2．E3．E4．B5．E6．E7．E

三、A3型／A4型题

1．A2．E3．D4．E5．E6．E7．E

四、B1型题

1．D2．C3．A4．B5．E

第三章x（γ）线与物质的相互作用及在物质中的衰减

第一节学习目标及学习指导

一、学习目标

（一）掌握内容

1．掌握X线与物质相互作用的主要

过程。

2．掌握射线束的衰减规律。

（二）熟悉内容

1．熟悉线衰减系数、能量转移和能量吸

收系数。

2．熟悉各种作用发生的相对几率。

（三）了解内容

1．相干散射。

2．光核作用。

3．诊断放射学中X线的衰减。

二、学习指导

单能窄束、单能宽束、连续能谱X线在物质中的衰减规律。

质量、电子和原子减弱系数。

能量转移和吸收。

射线与物质的相互作用过程及相对重要性。

第二节习题集

一、A1型题：

每道试题由1个以叙述式单句出现的题干和4～5个供选择的备选答案构成，请你从备选答案中选择1个最佳答案。

1．不是光电效应的产物的是

A．光电子

B．正离子

C．特征辐射

D．俄歇电子

E．轫致辐射

2．关于光电效应的发生几率正确的是

A．和管电流成正比

B．和原子序数的四次方成反比

C．和原子序数的三次方成正比

D．大约和能量的四次方成正比

E．大约和能量的三次方成反比

3．在诊断X线能量范围内，错误的是

A．不发生电子对效应

B．不发生光核反应

C．相干散射不产生电离过程

D．康普顿效应产生的几率与能量成反比

E．光电效应产生的几率与能量成正比

4．关于康普顿效应的发生几率错误的是

A．与物质的原子序数成正比

B．与入射光子的频率成反比

C．与入射光子的能量成反比

D．与入射光子的波长成正比

E．与入射光子的频率成正比

5．关于电子对效应的发生几率正确的是

A．与物质的原子序数的平方成反比

B．与入射光子的能量成正比

C．与入射光子的波长成正比

D．与单位体积内的原子个数成反比

E．与物质的原子序数的平方成正比

6．产生了特征X射线现象的是

A．光核反应

B．电子对效应

C．康普顿效应

D．相干散射

E．光电效应

7．散射线主要产生于

A．汤姆逊效应

B．光电效应

C．电子对效应

D．光核效应

E．康普顿效应

8．在影响X线减弱的因素中，错误的是

A．入射光子能量越大，X射线穿透力越强

B．射线能量越高，衰减越少

C．原子序数越高的物质，吸收X射线愈多

D．电子数多的物质更容易衰减射线

E．物质密度越高，衰减越小

9．下列叙述正确的是

A．线衰减系数与吸收物质的密度成反比

B．质量衰减系数与物质密度有关

C．质量衰减系数与物质上的物理形态有关

D．水、冰和水蒸气的线衰减系数相同

E．水、冰和水蒸气的质量衰减系数相同

10．关于X线滤过的说法，错误的是

A．滤过是把X线束中的低能成分吸收掉

B．固有滤过，是指X线管本身的滤过

C．总滤过为附加滤过与固有滤过之和

D．一般对低能量射线采用铝滤过板

E．固有滤过用铅当量表示

11．下列叙述正确的是

A．低能量射线采用铝滤过板

B．高能量射线采用铝滤过板

C．高能量射线采用铜滤过板

D．使用复合滤过板是原子序数大的背向X线管