109年:放射器材(1)

有關 X光球管的敘述,下列何者錯誤?

A聚焦杯功能可避免電子束在陽極處 產生發散
B在高管電壓大於 40 kVp 與低管電流的熱離子發射,會有空間電荷的限制
CX光管內維持真空可使電子更有效率打到靶材
D陰極使用 釷鎢燈絲,其中鎢材質目的為具有高熔點

詳細解析

本題觀念:

X 光球管構造與功能——空間電荷效應(space charge effect)與操作條件的關係

本題考 X 光球管陰極系統(聚焦杯、燈絲)、真空環境及空間電荷效應的相關知識,需辨別錯誤敘述。

選項分析

(A) 聚焦杯功能可避免電子束在陽極處產生發散正確陳述。聚焦杯(focusing cup)由鎳或鉬製成,圍繞在燈絲周圍,帶有相對燈絲略負的電荷,透過靜電斥力將電子束聚焦成細束,避免電子束過度發散,確保 X 光焦點(focal spot)大小可控。

(B) 在高管電壓大於 40 kVp 與低管電流的熱離子發射,會有空間電荷的限制錯誤陳述(= 答案)。此敘述錯誤。空間電荷效應(space charge effect)發生在**低管電壓(<40 kVp)**的情況下:

  • 低 kVp 時,陽極的正電場不足以完全吸引所有從陰極發射的電子,導致陰極附近形成負電荷雲(space charge),限制更多電子的逸出
  • 高 kVp(>40 kVp)時(即達到飽和電壓 saturation voltage),陽極電場夠強,能即時吸引所有熱離子發射的電子,空間電荷的限制變得極小,此時管電流主要受燈絲溫度(即加熱電流)控制,而非 kVp

因此選項 B 將「高管電壓 > 40 kVp 有空間電荷限制」說反了。

**(C)

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