113年:放射診斷(2)

X光的最小波長值,是由下列何者計算而來?

A濾片厚度
BkVp值
CmAs值
D電子數目

詳細解析

本題觀念:

本題考查 X 光物理學中的「制動輻射 (Bremsstrahlung)」原理與「杜安-杭特定律 (Duane-Hunt law)」。當高速電子撞擊 X 光管的陽極靶材時,會產生連續能譜的 X 光。能譜中 X 光的最大能量(對應最小波長)完全取決於加速電子的最高電位差。

選項分析

  • A: 濾片厚度 錯誤。濾片 (通常為鋁或銅) 的主要作用是吸收射束中較低能量的 X 光光子,以減少病患不必要的表淺輻射劑量。此過程稱為「射束硬化 (beam hardening)」,它會提高 X 光束的平均能量,但不會改變射束的最大能量或最小波長
  • B: kVp值 正確。kVp (最高千伏數) 決定了 X 光管兩端的最高電位差,也就是電子撞擊靶材時所能獲得的「最大動能」。如果一個電子在單次碰撞中,將其所有的動能 100% 轉換為一個 X 光光子,該光子就會具有最大的能量 (EmaxE_{max})。根據蒲朗克-愛因斯坦關係式 (E=hc/λE = hc/\lambda),能量與波長成反比,因此最大能量對應的就是「最小波長 (λmin\lambda_{min} )」。故 X 光的最小波長是由 kVp 值計算而來。
  • C: mAs值 錯誤。mAs (毫安培秒) 是管電流與曝光時間的乘積,它決定了從陰極射向陽極的「總電子數量」,進而決定了產生 X

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