112年:放射器材(2)
為使質子射束在射束傳導系統(beam transport system)內偏轉,應使用下列何種電磁鐵?
A掃描磁鐵(scanning magnet)
B四極磁鐵(quadrupole magnet )
C搖擺磁鐵(wobbling magnet)
D二極磁鐵(dipole magnet)
詳細解析
本題觀念:
本題考查質子治療系統(Proton Therapy System)中「射束傳導系統(Beam Transport System, BTS)」的硬體設計與電磁鐵(Electromagnets)的物理應用。在加速器(如迴旋加速器 Cyclotron 或同步加速器 Synchrotron)將質子加速至高能量後,需要將質子射束穩定且精準地傳送至各個治療室的機架(Gantry)。這個過程仰賴一系列不同功能的電磁鐵來引導射束的行進軌跡與形狀。
選項分析
(A) 掃描磁鐵(scanning magnet):錯誤。掃描磁鐵通常位於治療室內的機架治療機頭(Treatment Nozzle)最末端,主要用於「筆尖束掃描技術(Pencil Beam Scanning, PBS)」。其功能是在 X 軸與 Y 軸平面上快速且微小地偏轉質子束,使射束能如同畫筆般精準塗抹整個腫瘤體積,並非用於射束傳導系統中長距離的路徑偏轉。
(B) 四極磁鐵(quadrupole magnet ):錯誤。四極磁鐵的主要功能是「聚焦(Focusing)」。由於同性帶電的質子束在行進過程中會因庫倫斥力及發散角而自然擴張(散焦),四極磁鐵可提供在一個軸向聚焦、另一個正交軸向散焦的磁場;透過交替排列的四極磁鐵組(如二重極或三重極),能達到整體淨聚焦的效果,確保射束在傳輸過程中維持緊密的團
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