112年:放射治療(1)

有關質子治療使用的迴旋加速器(cyclotron)與同步加速器(synchrotron),下列敘述何者錯誤?

Asynchrotron 所需空間較大
Bsynchrotron 在運作時產生的中子污染輻射較高
Ccyclotron 產生的初始質子射束能量可變性較少
Dcyclotron 產生的 beam current 較高

詳細解析

本題觀念:

本題測驗質子治療 (Proton therapy) 中最常使用的兩種粒子加速器:迴旋加速器 (Cyclotron) 與同步加速器 (Synchrotron) 之間的物理特性與臨床應用差異。兩者在設備體積、能量調變機制、射束電流特徵以及產生之中子汙染程度上皆有顯著不同。

選項分析

  • A. synchrotron 所需空間較大:正確。同步加速器 (Synchrotron) 仰賴大型環形軌道結構來維持粒子的循環與加速,且通常需要額外的直線加速器 (LINAC) 進行預先加速,因此整體設施的佔地面積遠大於結構較為緊湊的迴旋加速器 (Cyclotron)。
  • B. synchrotron 在運作時產生的中子污染輻射較高錯誤,本題應選選項。 迴旋加速器 (Cyclotron) 輸出的質子射束能量是固定的最高能量 (通常為 230-250 MeV),為配合臨床腫瘤的深度來調整能量,必須讓射束通過能量降解器 (Energy degrader)。高能質子打在降解器材料(如石墨或鈹)上會引發核反應,產生大量的二次中子,造成較高的中子污染 (Neutron contamination)。相反地,同步加速器 (Synchrotron) 可以在環內依據設定,將質子加速至治療所需的特定能量後再引出,無須依賴能量降解器,因此運作時產生的中子污染

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