109年:醫物幅安(2)

下列有關光子與介質作用的敘述何者正確?

A帶電荷量愈少者,愈容易於介質中損失能量
B當介質的原子序很低時,其 energy transfer coefficient 約等於其 energy absorption coefficient
C克馬和吸收劑量的差異主要是有一部分能量被散射光子帶走
D制動輻射是因入射光子與電子發生彈性碰撞所致

詳細解析

本題觀念:

本題考核光子與介質作用的基本物理概念,涵蓋帶電粒子在介質中的能量損失、能量轉移係數(energy transfer coefficient)與能量吸收係數(energy absorption coefficient)的關係、克馬(kerma)與吸收劑量(absorbed dose)的差異,以及制動輻射(bremsstrahlung)的成因。

選項分析

(A) 帶電荷量愈少者,愈容易於介質中損失能量

錯誤。帶電粒子在介質中的阻止本領(stopping power)與其電荷量的平方成正比(Bethe-Bloch 公式中含 z2z^2 項)。帶電荷量愈多的粒子,與介質電子的庫侖交互作用愈強,愈容易損失能量。例如:alpha 粒子(z=2z=2)比質子(z=1z=1)在相同介質中損失能量更快,射程更短。

(B) 當介質的原子序很低時,其 energy transfer coefficient 約等於其 energy absorption coefficient

正確。能量轉移係數(μtr\mu_{tr})與能量吸收係數(μen\mu_{en})的關係為: μen=μtr(1g)\mu_{en} = \mu_{tr}(1 - g) 其中 gg 為帶電粒子透過制動輻射損失的能量分率。制動輻射的產生機率與介質原子序(Z)的

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