112年:醫物幅安(2)

質子治療時,若質子於軟組織中之質量阻擋本領( mass stopping power )為 Sρ,則軟組織之吸收劑量為 Sρ與下列何者之乘積?

A通量( fluence, Φ)
B能量通量( energy fluence, Ψ )
C通量率( fluence rate, φ )
D能量通量率( energy fluence rate, ψ )

詳細解析

本題觀念:

本題考查游離輻射劑量學中,帶電粒子(如質子、電子)的「通量(Fluence)」、「質量阻擋本領(Mass stopping power)」與「吸收劑量(Absorbed dose)」之間的基本物理關係。 吸收劑量定義為單位質量物質所吸收的輻射能量(D=dEdmD = \frac{dE}{dm})。對於帶電粒子而言,在發生帶電粒子平衡(Charged particle equilibrium, CPE)的情況下,介質的吸收劑量可以直接由穿越該介質的粒子通量與介質對該粒子的質量碰撞阻擋本領之乘積來計算。

選項分析

  • (A) 通量(fluence, Φ):定義為單位截面積內所通過的粒子總數。質量阻擋本領(S/ρS/\rho)代表粒子在介質中單位質量厚度下所損失的能量。將兩者相乘:Φ×Sρ\Phi \times \frac{S}{\rho},從單位的角度來看,(粒子數面積)×(能量面積質量)=能量質量\left(\frac{\text{粒子數}}{\text{面積}}\right) \times \left(\frac{\text{能量} \cdot \text{面積}}{\text{質量}}\right) = \frac{\text{能量}}{\text{質量}},結果即為吸收劑量的單位(J/kg 或 Gy)。因此本選項正確。
  • (B) 能量通量(energy fluence, Ψ):定義

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