113年:放射器材(2)

醫用直線加速器的X光射束,其射束的平均光子能量大約為最大光子能量的多少百分比?

A10
B33
C50
D66

詳細解析

本題觀念:

醫用直線加速器(Medical Linear Accelerator, LINAC)產生 X 光的主要物理機制為「制動輻射(Bremsstrahlung)」。當加速後的高能電子束撞擊高原子序的靶材(如鎢靶)時,電子受到靶原子核的庫侖力吸引而突然減速,將失去的動能轉換為 X 光光子釋放出來。

因為電子在靶材內部會經歷多次不同程度的碰撞與能量轉移,產生的 X 光會呈現「連續能譜(Continuous spectrum)」。在此連續能譜中,光子具有各種不同的能量:

  1. 最大光子能量(EmaxE_{max}:發生在電子將「所有」動能一次性轉換為單一光子的極端情況。此能量數值上等於加速電壓。例如:6 MV 的直線加速器,其電子動能為 6 MeV,產生的最大 X 光光子能量即為 6 MeV。
  2. 平均光子能量(EavgE_{avg}:大部分的輻射事件只會轉移部分能量,因此產生了大量的低能光子。然而,這些低能光子在穿透靶材本身、整平濾片(Flattening filter)及其他機頭組件時,會被大量吸收(此現象稱為射束硬化,Beam hardening)。經過濾後,臨床上實際使用的 X 光射束,其平均光子能量大約會落在最大光子能量的 13\frac{1}{3} 左右。

選項分析

  • (A) 10:錯誤。若平均能量僅有 10%,代表射束中含有

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