112年:放射治療(2)

有關高能電子射束質量角散射本領( mass angular scattering power )的敘述,下列何者錯誤?

A與作用物質的電子密度( number of e⁻ / g)成正比
B與作用物質的 Z²成正比
C與電子能量的平方成反比
D加速器治療機的電子散射箔片( scattering foil )為高原子序材料

詳細解析

本題觀念:

本題探討高能電子射束在介質中行進時的「質量角散射本領」(Mass angular scattering power, T/ρT/\rho)。當電子穿透物質時,會與介質原子的原子核發生多重庫侖散射(Multiple Coulomb scattering),導致電子射束的行進方向發生偏折與拓寬。質量角散射本領即是用來描述電子射束在單位質量厚度下,平均散射角平方的增加率。

根據放射物理學原理,質量角散射本領 (T/ρT/\rho) 的大小與介質的原子序 (ZZ)、原子量 (AA) 以及電子的動能 (EE) 密切相關,其關係式近似為: T/ρZ2AE2T/\rho \propto \frac{Z^2}{A \cdot E^2}

選項分析

  • A. 與作用物質的電子密度(number of e- / g)成正比 錯誤(本題正確解答)。作用物質的電子密度公式為 ρe=NA(Z/A)\rho_e = N_A \cdot (Z/A)。根據上述公式,T/ρZ2AE2=(ZA)ZE2ρeZE2T/\rho \propto \frac{Z^2}{A \cdot E^2} = (\frac{Z}{A}) \cdot \frac{Z}{E^2} \propto \rho_e \cdot \frac{Z}{E^2}。因此,質量角散射本領並非單純與電子密度成正比,而是與「電子密度乘以原子序 (ZZ)」成正比。事

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