114年:醫物幅安(1)
關於康普吞效應的敘述,下列何者錯誤?
A散射光子能量=入射光子能量-散射電子能量
B會影響影像的對比度
C作用機率與X光能量成正比
D常發生在原子外層或自由軌域電子
詳細解析
本題觀念:
X射線與物質的交互作用中,康普吞效應(Compton effect / Compton scattering)是游離輻射與物質作用的重要機制之一,特別是在診斷性X光(約 30 kVp - 150 kVp)以及放射治療能量範圍內。本題測驗對於康普吞效應的物理特性、能量守恆定理、對醫學影像的影響,以及其作用機率與X光能量、物質特性的關聯性。
選項分析
(A) 散射光子能量=入射光子能量-散射電子能量 正確。 根據能量守恆定律,入射光子的能量()等於散射光子的能量()、康普吞電子(又稱散射電子、回跳電子)的動能()以及電子束縛能()的總和,即 。由於康普吞效應主要發生在原子外層電子,其束縛能()極小,相較於入射光子能量可忽略不計。因此公式在實用上可簡化為 ,移項後即為 。
(B) 會影響影像的對比度 正確。 康普吞效應會產生偏離原入射方向的「散射光子」。這些散射光子若穿透人體並到達影像接收器(如平板偵測器或底片),會在影像上產生均勻分布的背景訊號(雜訊或霧翳 Fog)。這種無用的額外曝光會降低影像中不同組織間的訊號差異,進而降低影像對比度(C
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