112年:放射器材(1)
關於迴旋加速器的敘述, 下列那些正確來源 ④可用於產生中子射束
A①②③④
B僅②③④
C僅①④
D僅②③
詳細解析
本題觀念:
迴旋加速器(Cyclotron)是一種粒子加速器,主要利用高頻交流電壓與靜磁場的交互作用,使帶電粒子在D型電極(Dees)之間以螺旋狀軌跡不斷加速。迴旋加速器在醫學與核子物理上有廣泛應用,包含同位素生產(例如正子斷層造影 PET 所需的氟-18等)、質子治療的射束來源,以及藉由核子反應產生中子以進行中子治療(如快中子治療或硼中子捕獲治療)等。
選項分析
- ①為荷電粒子加速器:正確。迴旋加速器的運作原理是依賴交變電場來提供粒子動能,並利用靜磁場使粒子發生偏折(洛倫茲力)。因為中子等不帶電粒子無法受到電場和磁場的作用,所以迴旋加速器本身「只能」直接加速帶電粒子(即荷電粒子,如質子、氘核、阿法粒子等)。
- ②可用於核子物理研究:正確。迴旋加速器最早就是為了核子物理研究而發明,科學家利用其產生的高能粒子去撞擊各種靶材,藉此研究核反應、測量核截面、發現新同位素及探討原子核結構。
- ③高能質子射束的來源:正確。將氫氣游離並剝離電子後形成質子,再導入迴旋加速器中進行加速,即可獲得高能質子射束。在臨床上,這正是質子治療(Proton Therapy)最主要的射束來源之一。
- ④可用於產生中子射束:正確。雖然迴旋加速器不能直接加速中子,但可以透過「間接」的方式產生中子射束。具體作法是將加速後的高能帶電粒子(如質子或氘核)去撞擊特定
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