110年:放射治療(1)
一窄射束 6 MeV電子射束穿越空氣,射束因空氣散射而變寬廣,電子強度分布近似於高斯分布,當此電子射束穿越 4 公尺空氣後,高斯分布二端 50% 到 50% 的寬度約為多少 cm ?
A20
B50
C100
D150
詳細解析
本題觀念:
本題測驗的核心觀念為電子射束在空氣中的散射效應(Electron Scattering in Air),這在臨床上特別應用於全身皮膚電子射束放射治療(Total Skin Electron Therapy, TSET)。 當電子射束(特別是窄射束)穿過物質(如空氣)時,電子因質量小且帶有電荷,會與空氣分子發生多重庫侖散射(Multiple Coulomb Scattering),導致射束隨距離增加而產生顯著的橫向擴展。其最終的橫向強度(劑量)分布在數學上可近似為「高斯分布(Gaussian distribution)」。 為量化這個擴展的範圍,臨床物理常使用「半高寬(Full Width at Half Maximum, FWHM)」,即高斯分布強度最高點之兩端 50% 到 50% 處的寬度。
選項分析:
根據放射治療物理學權威教科書《Khan's The Physics of Radiation Therapy》中的經典法則與實驗數據描述:
- (A) 20:數值過小。這較接近短距離(例如標準 SSD 100 cm 附近)或能量較高的電子射束在空氣中擴展的情況,不符合 4 公尺長距離的散射結果。
- (B) 50:數值偏小。雖然電子束會隨距離發散,但經過 4 公尺空氣的充分散射後,低能量(6 MeV)電子的散開程度會比
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