109年:放射器材(1)

在注入同步加速器( synchrotron )真空環前的質子射束能量通常約為多少 MeV ?

A3~7
B20 ~25
C50 ~60
D100 ~150

詳細解析

本題觀念:

本題考查粒子治療(particle therapy)中同步加速器(synchrotron)的注入前質子射束能量。在同步加速器系統中,質子並非直接由靜止狀態注入,而是需要先由線性加速器(linear accelerator, linac)預加速至特定能量後,再注入同步加速器真空環(vacuum ring)中進一步加速至治療所需能量。

選項分析

(A) 3~7 MeV 此為正確答案。 現代同步加速器質子治療系統的注入能量通常為 7 MeV(部分設計為 3-7 MeV 範圍)。注入系統典型結構為:質子源 → 低能射束傳輸線(LEBT)→ 3.0 MeV 射頻四極管(RFQ)→ 7.0 MeV 漂移管線性加速器(DTL)→ 注入同步加速器。

(B) 20~25 MeV 此能量高於標準注入能量。雖然技術上可行,但現有臨床同步加速器質子治療設施普遍使用 7 MeV 注入,20-25 MeV 不是標準數值。

(C) 50~60 MeV 此能量屬於中能量範圍,已超過典型同步加速器注入能量。回旋加速器(cyclotron)有時在此能量範圍操作,但不是同步加速器的注入前能量。

(D) 100~150 MeV 此為質子治療射束在部分淺層治療靶區使用的最終治療能量範圍,不是注入同步加速器前的預加速能量。

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