107年:放射器材(2)

進行一般常規四肢攝影時,骨頭會比軟組織有更多的光電吸收,這是因為光電效應的機率:

A與吸收物質電子密度( electron density )的三次方成正比
B與吸收物質電子密度( electron density )的三次方成反比
C與吸收物質原子序的( atomic number )三次方成正比
D與吸收物質原子序的( atomic number )三次方成反比

詳細解析

本題觀念:

本題考查 X 光與物質交互作用中「光電效應(photoelectric effect)」的機率與吸收物質原子序(atomic number, Z)的關係。這是放射攝影物理的基礎知識,說明為何骨骼(含鈣,高 Z 值)比軟組織(低 Z 值)有更強的 X 光吸收,從而產生良好的影像對比。

選項分析

(A) 與吸收物質電子密度(electron density)的三次方成正比 電子密度(electron density)影響的主要是康普頓散射(Compton scattering)的機率,而非光電效應。光電效應與電子密度的三次方成正比之說法錯誤

(B) 與吸收物質電子密度(electron density)的三次方成反比 此選項在交互作用類型(Compton vs. photoelectric)和比例關係上均錯誤,不正確

(C) 與吸收物質原子序(atomic number)的三次方成正比 光電效應的發生機率正比於 Z3Z^3(原子序的三次方),且反比於 X 光光子能量的三次方(E3E^3):

τZ3E3\tau \propto \frac{Z^3}{E^3}

這正確地解釋了為何高原子序的物質(如骨骼中的鈣,Z=20Z = 20;碘顯影劑,Z=53Z = 53)有較強的 X 光吸收。正確答案

**(D) 與

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