111年:醫物幅安(1)

對於 6 MeV的光子射束及 9 MeV 的電子射束而言,在水下深度 2.5 公分處的射束平均能量( MeV ),下列何者正確?

A光子= 5.2,電子= 9.0
B光子= 6.0,電子= 4.1
C光子= 4.5,電子= 6.0
D光子= 4.1,電子= 5.2

詳細解析

本題探討的是放射物理學中「光子射束」與「電子射束」在介質(游離水)中傳遞時的能量變化特性。

本題觀念:

  1. 光子的衰減特性:光子屬於「間接游離輻射 (indirectly ionizing radiation)」,在物質中主要是透過光電效應、康普頓游離或成對游離等方式與物質發生作用。光子射束的穿透特性為「指數衰減」,即「光子數量減少(強度降低)」,但未發生作用的「一次光子 (primary photons)」不會如帶電粒子般連續損失能量,其本身能量保持不變。
  2. 電子的能量耗損 (Energy Loss):電子屬於「直接游離輻射 (directly ionizing radiation)」,在穿透介質時會因為與介質原子的庫侖作用(碰撞及制動輻射)而「連續地」消耗能量。高能電子在水中的能量耗損率 (Energy loss rate 或 Stopping power) 在臨床能量範圍內約為每公分 2 MeV/cm2\text{ MeV/cm}

選項分析

  • A. 光子= 5.2,電子= 9.0 光子並不會出現連續降能變成 5.2 MeV 的狀況;而電子身為帶電粒子,穿過 2.5 公分的水必定會發生能量耗損,不可能維持起始的 9.0 MeV。此選項錯誤。

  • B. 光子= 6.0,電子= 4.1

    • 光子:未發生作用的 6

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