108年:放射診斷(1)

下列何者不是選擇「 鎢」( tungsten )材質作為 X光管的陽極靶的重要因素?

A高原子序
B熱傳導性佳
C熔點高
D延展性 強

詳細解析

本題觀念:

鎢(tungsten)作為 X 光管陽極靶(anode target)材質的選擇依據——反向題(問「不是重要因素」的選項)

選項分析

(A) 高原子序 ✅(是重要因素) 鎢的原子序(atomic number, Z)= 74,極高。X 光產生效率(特別是制動輻射,bremsstrahlung)與靶材原子序成正比;高 Z 值才能有效產生足量診斷用 X 光。

(B) 熱傳導性佳 ✅(是重要因素) X 光管靶僅約 1% 的電子能量轉換為 X 光,其餘 99% 轉化為熱能。鎢具備良好的熱傳導性(thermal conductivity),能將焦點(focal spot)產生的高溫快速導向陽極本體,避免局部過熱燒損。

(C) 熔點高 ✅(是重要因素) 鎢的熔點約為 3422°C(最高的金屬),在高壓電子轟擊下焦點溫度可達數千度,高熔點確保陽極靶不會在正常操作中熔化,是選用鎢的關鍵特性。

(D) 延展性強 ❌(不是重要因素→本題答案) 鎢的延展性(ductility)事實上相當差(brittle at room temperature)。純鎢在室溫下質脆,若要改善延展性需加入錸(rhenium),製成 W-Re 合金(如 90/10 W-Re)。延展性並**非選擇鎢作為陽極靶的考量依據

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