診斷用X光管射出之X光，因後跟效應將導致下列何種結果？

本題觀念：

本題考查的是放射物理學與診斷X光管設計中非常重要的「後跟效應（Anode Heel Effect）」。 後跟效應的成因在於X光是在陽極靶（通常為鎢靶）內部具有一定深度的位置所產生。當X光產生並向外發射時，朝向「陽極端（Anode）」射出的X光，必須穿過較厚的靶物質才能離開X光管；而朝向「陰極端（Cathode）」射出的X光，所穿過的靶物質相對較薄。這種靶物質本身的「自吸收（self-absorption 或 self-filtration）」現象，會改變X光射束在空間上的強度（光子通量）分佈與能譜（平均能量）分佈。

選項分析

• A. 靠陰極方向的光子通量比靠陽極方向高：正確。由於朝向陽極端的X光必須穿過較長路徑的靶物質，大量光子會在靶內被吸收與衰減；而陰極端穿過的路徑較短，被吸收的光子較少。因此，陰極端的X光強度（即光子通量）會明顯高於陽極端。
• B. 靠陰極方向的光子通量和靠陽極方向一致：錯誤。受到靶物質自吸收的影響，兩端的光子通量並不相等，呈現「陰極端強、陽極端弱」的不對稱分佈。
• C. 靠陰極方向的光子平均能量比靠陽極方向高：錯誤。這牽涉到「射線硬化（Beam Hardening）」的概念。陽極端較厚的靶物質會產生類似濾片（filter）的作用，優先將穿透力弱的「低能光子」吸收掉。低能

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