111年:放射治療(1)
電子射束經過介質時,其與周遭原子所可能產生之反應不包括下列何者?
A游離和激發
B彈性碰撞
C核吸收
D電子散射
詳細解析
本題觀念:
高能電子射束(Electron beam)在穿透介質時,主要透過庫侖力(Coulomb force)與介質原子中的「軌道電子」或「原子核」發生交互作用。這些交互作用會導致電子損失能量(轉化為游離、激發或制動輻射)或改變行進方向(散射)。電子屬於輕子(Lepton),不參與強核力(Strong force),因此其與物質的交互作用機制與中子或質子等強子(Hadron)有顯著的不同。
選項分析
- (A) 游離和激發(Ionization and excitation):正確(包括此反應)。當入射電子與介質原子的「軌道電子」發生「非彈性碰撞(Inelastic collision)」時,會將能量轉移給軌道電子。若轉移的能量足以克服結合能使軌道電子脫離原子,即為游離;若僅使其躍遷至高能階,則為激發。這是電子射束在介質中損失能量的主要機制,稱為碰撞能量損失(Collisional energy loss)。
- (B) 彈性碰撞(Elastic collision):正確(包括此反應)。電子會與介質中的軌道電子或原子核發生彈性碰撞。在彈性碰撞中,系統的總動能守恆。例如,電子與原子核的彈性碰撞(Rutherford scattering)會使入射電子產生大角度的偏折,但由於原子核質量遠大於電子,電子在此過程中幾乎不損失動能。
- **(C) 核
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