108年:放射器材(1)

⾜跟效應( heel effect )會造成靠近陽極端的輸出 X光具有何種特性?

A光⼦數量較少,平均能量較低
B光⼦數量較少,平均能量較⾼
C光⼦數量較多,平均能量較低
D光⼦數量較多,平均能量較⾼

詳細解析

本題觀念:

足跟效應(heel effect)是 X 光球管陽極(anode)結構造成的現象:靠近陽極端的 X 光輸出,因為低能量光子被陽極材料吸收,導致光子數量減少但平均能量較高。

選項分析

(A) 光子數量較少,平均能量較低 光子數量較少正確,但平均能量應較高(不是較低),故錯誤

(B) 光子數量較少,平均能量較高 ✓ 靠近陽極端:低能量光子被陽極本體吸收較多 → 剩餘光子數量少,但低能量成分被濾除 → 平均能量反而較高。此為足跟效應的核心特性,正確

(C) 光子數量較多,平均能量較低 兩者皆錯。陽極端光子數較少、能量較高,非較多、較低。錯誤

(D) 光子數量較多,平均能量較高 光子數量較多錯誤(應較少)。錯誤

答案解析

足跟效應的物理機制:

  1. X 光光子的產生位置:光子在陽極靶(target/anode)內部的不同深度產生,並非只在表面。
  2. 陽極端的吸收現象:靠陽極方向射出的光子,必須穿過較厚的陽極材料才能離開球管。陽極材料對低能量光子的吸收效率更高(光電效應為主),因此低能量光子被大量過濾。
  3. 結果
    • 光子數量(fluence):陽極端 < 陰極端(靠近陰極端最多,中央約100%,陽極端可低至75%,陰極端可達1

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