113年:醫物幅安(1)

操作條件為100 kVp、10 mAs之鎢靶X光管,下列敘述何者錯誤?

A其輸出能譜包括制動輻射及特性輻射
B制動輻射能量是屬連續式能譜
C其輸出能譜包括50 keV的特性輻射
D制動輻射的產量多於特性輻射

詳細解析

本題觀念:

本題測驗的是醫學影像物理學中 X 光產生原理 (X-ray Production) 的核心概念,特別是鎢靶 (Tungsten target) X 光管在特定操作條件 (100 kVp、10 mAs) 下所產生的 X 光能譜特徵。X 光能譜主要由兩種輻射組成:連續能譜的制動輻射 (Bremsstrahlung) 以及離散能譜的特性輻射 (Characteristic radiation)。

選項分析

  • (A) 其輸出能譜包括制動輻射及特性輻射正確。當操作電壓為 100 kVp 時,入射電子的最大動能為 100 keV。由於鎢 (W, 原子序 74) 的 K 層電子結合能 (Binding energy) 約為 69.5 keV,100 keV 的電子動能足以將 K 層電子游離出軌域,進而產生 K 層的特性輻射。同時,電子在接近原子核時受庫侖力影響減速,也會產生制動輻射,故兩者皆會出現在能譜中。
  • (B) 制動輻射能量是屬連續式能譜正確。制動輻射是高速電子與靶原子的原子核發生交互作用,因煞車減速而釋放出光子。由於每次交互作用中電子損失的能量不一 (從 0 到入射電子最大動能 100 keV 皆有可能),因此其產生的能量分布為連續式能譜 (Continuous spectrum)。
  • **(C) 其輸出能譜

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