112年:醫物幅安(1)

電子(electron)在軟組織中並無明顯布拉格峰,下列何者不是其原因?

A質量太輕
B帶電量太少
C介質中有許多電子
D易發生彈性碰撞

詳細解析

本題觀念:

本題探討帶電粒子在物質中行進時的能量沉積特性,特別是重荷電粒子(如質子、碳離子)與輕荷電粒子(電子)在輻射物理學上的差異。重荷電粒子在射程末端會產生極為集中的能量釋放,稱為布拉格峰(Bragg peak);而電子束的深度劑量曲線則呈現寬廣的分佈,並無明顯的布拉格峰。理解導致此差異的物理機制,是醫事放射師在放射治療(Radiotherapy)劑量學中的基礎。

選項分析:

  • A. 質量太輕:正確(是無布拉格峰的原因之一)。電子的質量極小(僅約為質子的 1/1836)。由於質量太輕,電子在穿透介質時極易受撞擊影響而大幅度改變行進方向,導致其軌跡極度曲折(tortuous path),使得原本應該在特定深度集中的能量被分散。
  • B. 帶電量太少:錯誤(不是原因,為本題正確解答)。電子的帶電量絕對值為 1e1e,與質子的帶電量絕對值(1e1e)完全相同。既然帶有 +1e+1e 電荷的質子在軟組織中能產生非常明顯且尖銳的布拉格峰,代表「帶電量的大小」並非無法產生布拉格峰的物理原因。電子缺乏布拉格峰的根本原因在於其極小的質量與碰撞特性。
  • C. 介質中有許多電子:正確(是無布拉格峰的原因之一)。入射電子穿透介質時,主要透過與介質中大量的軌道電子發生非彈性碰撞(Inelastic collision)來損失能量。由於入射電子與標的電子質量完

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