112年:放射器材(1)

在光子放射治療的能量範圍,理想的水等效(water-equivalent)材料最重要的是應該具備與水相同的:

A密度
B有效原子序
C每單位厚度的能量損失
D每單位體積的電子數

詳細解析

本題觀念:

放射治療中經常使用假體(Phantom)來模擬人體組織以進行劑量測量與驗證。在光子放射治療(通常使用百萬伏特 MV 等級的直線加速器)的能量範圍內,光子與物質的主要交互作用機制為康普吞效應(Compton scattering)。因此,決定假體「水等效」性質的關鍵,在於符合影響康普吞效應發生機率的物理參數。

選項分析

  • (A) 密度(Mass density):不適當。物理質量密度確實會影響輻射的衰減,但由於不同元素的「原子序對質量數比值(Z/AZ/A)」不盡相同,相同質量的不同物質未必擁有相同的電子數量。單純比較物理密度,無法完全代表游離輻射在物質中的真實作用機率。
  • (B) 有效原子序(Effective atomic number):不適當。有效原子序主要影響的是光電效應(Photoelectric effect)(機率正比於 Z3Z^3)以及成對生成(Pair production)(機率正比於 Z2Z^2)。在診斷用 X 光(低能量)範圍內,有效原子序非常重要;但在臨床治療用 MV 能量範圍中,佔主導地位的是康普吞效應,其發生機率與原子序(ZZ)幾乎無關。
  • (C) 每單位厚度的能量損失(Energy loss per unit thickness):不適當。此敘述通常指的是「阻擋本領(S

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