21번
[혈액종양-23-총평]
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다음 중 광자선의 물질과의 상호 작용 중 컴프턴산란 현상에 대한 설명으로 바른 것은? 가) MeV영역에서 주로 발생 나) 1.022 MeV이상에서만 발생 다) 발생확률이 매질의 원자번호에 거의 무관함 라) bone에 흡수가 크므로 진단영상에 도움이 됨
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해설
컴프턴 산란은 광자가 거의 자유로운 전자와 충돌하여 에너지 일부를 전자에 전달하고 산란되는 현상으로, 주로 중간 에너지 영역(대략 수십 keV에서 수 MeV 사이)에서 우세하게 발생한다. 발생확률은 전자 밀도에 주로 의존하므로 매질의 원자번호(Z)에 거의 무관하다. 1.022 MeV 이상에서만 발생한다는 설명은 쌍생성(pair production)의 문턱과 혼동한 것이며, 뼈에서의 높은 흡수는 주로 광전효과에 의한 것이므로 컴프턴 산란이 진단영상에 유리하다는 설명도 틀리다. 따라서 옳은 설명은 가와 다이다. 정답: 2 (가, 다)
오답 선지
① 가, 나: 1.022 MeV 이상에서만 발생한다는 부분이 잘못되었다. 1.022 MeV는 쌍생성의 최소 에너지이며, 컴프턴 산란은 별도의 문턱 없이 보다 낮은 에너지 범위에서도 발생한다.
③ 나, 다: 1.022 MeV 이상의 에너지에서만 발생한다고 한 부분이 틀렸다. 컴프턴 산란은 광자가 전자와 산란하는 현상으로 넓은 에너지 범위에서 일어나며, 1.022 MeV는 쌍생성의 문턱이다.
④ 다, 라: 뼈에서 흡수가 크다는 것은 주로 광전효과에 의한 것으로, 광전효과는 원자번호에 강하게 의존한다. 컴프턴 산란은 원자번호에 거의 무관하므로 뼈에서 특이하게 흡수가 커서 진단영상에 도움이 된다는 설명은 부적절하며, 오히려 산란은 영상 대비를 저하시킬 수 있다.
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