111年:醫物幅安(1)

比較傳統診斷用 X 光射束及治療用 X 光射束,何者與電子入射靶方向之夾角較小?

A診斷用 X光
B治療用 X光
C夾角相同
D不一定

詳細解析

本題觀念:

本題的核心概念在於「制動輻射(Bremsstrahlung)的角分佈(Angular Distribution)與入射電子能量之關係」,以及此物理特性如何影響臨床診斷與治療設備中的「X 光靶(Target)」設計。

當高速電子撞擊靶金屬產生制動輻射時,X 光的空間發射方向會受到入射電子能量的影響:

  1. 低能量電子(診斷用 kV 等級):產生的 X 光空間分佈較廣,呈現較等向性(isotropic),其最大輻射強度通常偏向與入射電子束呈較大夾角的位置。
  2. 高能量電子(治療用 MV 等級):隨著電子能量增加,產生的 X 光會出現強烈的「前向性(forward-peaked)」分佈,絕大多數的 X 光會集中在與入射電子原前進方向相同的角度上。

選項分析

  • (A) 診斷用 X光:錯誤。診斷用 X 光機的管電壓通常在 50~150 kV 之間。在此能量範圍內,制動輻射的角分佈較廣。為了配合線焦點原理(Line-focus principle)以獲得較小的有效焦點並兼顧散熱,診斷用 X 光管採用「反射式靶(Reflection target)」。所擷取的有效 X 光射束(Useful beam)方向,通常與入射電子的方向近乎垂直(夾角約為 90度),因此夾角較大。
  • (B) 治療用 X光:正確。放射治療使用的直線加速器(

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