診斷用 X光機操作條件為 80 kVp ，則其制動輻射最大能量約為多少 keV ？

本題觀念：

本題主要測驗的是「X射線產生原理」中的「制動輻射（Bremsstrahlung radiation）」特性，特別是管電壓（kVp）與產生之 X 光光子能量之間的物理關係。 在 X 光管中，電子由陰極游離後，經由陰陽兩極之間的高電位差（即管電壓）加速，撞擊陽極靶材。當高速電子受到陽極原子核的庫侖力吸引而發生偏折與減速時，其損失的動能會以 X 光光子的形式釋放出來，此即為制動輻射。 制動輻射會產生連續能譜的 X 光，其「最大能量（Maximum energy）」取決於入射電子的最大動能。當電子在一次碰撞中將所有動能轉換為單一 X 光光子時，就會產生最大能量的 X 光。

選項分析

• (A) 80：正確。當 X 光機的操作條件設定為 80 kVp（千伏峰值，kilovolt peak）時，代表電子在 X 光管中被加速所能獲得的最大動能為 80 keV。根據能量守恆定律，若該電子在與陽極靶原子核的交互作用中一次失去所有動能，所釋放出的制動輻射光子能量即為 80 keV。因此制動輻射的最高能量必定等於管電壓的數值。
• (B) 8：錯誤。此數值無物理上的關聯，並非制動輻射的最大能量。
• (C) 40：錯誤。40 keV 是管電壓數值的一半。制動輻射的「平均能量（Average energy）」大約是最大能量的 $\frac{1}{3}$

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