107年:放射治療(2)

當高能電子射束穿越物質產生散射作用時,對於散射本領( scattering power )的敘述,下列何者正確 ?

A與動能的平方成正比
B與原子序的平方成正比
C常利用低原子序物質建造散射薄膜,以利減少 X光汙染
D入射電子與物質原子透過離心力產生散射

詳細解析

本題觀念:

電子射束穿越物質時的散射本領(scattering power)定義、與物質原子序(Z)及電子動能(T)的定量關係,以及臨床電子射束散射薄膜(scattering foil)的設計原則。

選項分析

(A) 與動能的平方成正比 錯誤。散射本領(scattering power, TT)與動能的關係是反比,更精確地說是與動能的平方成反比T1/Tkin2T \propto 1/T_{kin}^2)。能量越高,電子越不容易被散射。

(B) 與原子序的平方成正比 正確。根據多重庫侖散射(multiple Coulomb scattering)理論,散射本領與物質原子序 Z 的關係為:

TZ2Tkin2T \propto \frac{Z^2}{T_{kin}^2}

即散射本領與 Z2Z^2 成正比,與動能平方成反比。這也解釋了為何高 Z 材料(如鉛、鉭)散射能力強,而低 Z 材料散射能力弱。

(C) 常利用低原子序物質建造散射薄膜,以利減少 X 光汙染 錯誤。臨床線性加速器採用高 Z 材料(如鉭 Ta、鉛 Pb)做散射薄膜,因為高 Z 有更強的散射本領,可做得較薄;薄膜越薄,韌致輻射(bremsstrahlung)X 光污染越少。低 Z 材料若要達到同等散射效果,薄膜需更厚,反而可能影響射束特性。

**(D) 入射電子與

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