112年:放射器材(1)

在診斷 X 光球管中,下列何者是固定式陽極靶最常用來散熱的材質?

A石墨
B
C
D

詳細解析

本題觀念:

本題探討 X 光球管(X-ray tube)陽極(anode)的材質設計與散熱機制。陽極分為固定式(stationary anode)與旋轉式(rotating anode)。固定式陽極主要應用於低功率的設備(如牙科 X 光機或部分移動型 X 光機)。由於電子束在曝光期間持續轟擊在同一個焦點(focal spot)上,會瞬間產生極高的熱能,因此陽極的結構必須搭配具有極佳導熱特性的材質,以將熱量迅速傳導散出,避免靶面熔毀。

選項分析

  • A. 石墨(Graphite):錯誤。石墨具有極高的熱容量且重量輕,通常與鉬等材質結合,做為「旋轉式陽極」的背襯(backing)材質。其作用是增加陽極整體的儲熱能力,並減輕旋轉圓盤的重量以降低馬達軸承的負擔。
  • B. 銅(Copper):正確。銅具有極佳的熱傳導係數。在固定式陽極的設計中,產生 X 光的鎢靶通常會鑲嵌在厚實的銅塊(copper block)上。銅塊扮演散熱器(heat sink)的角色,將焦點產生的巨大熱能快速傳導至陽極柄,再散布到球管周圍的冷卻油或空氣中。
  • C. 鉬(Molybdenum):錯誤。鉬常見於旋轉式陽極的基盤或連接轉子的軸(stem)。因為鉬的熱傳導性相對較差,做為轉軸時可以有效阻隔熱能傳導至馬達軸承,防止軸承因高溫損壞。此外,鉬也常作為乳房攝影(Mammog

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