107年:醫物幅安(1)
下圖中,隨著入射粒子能量增加,質子與電子的深度劑量分布( depth dose distribution )差異就愈大,其最可能的原因為下列何者? 
A質量差異
B荷電量差異
C高能量電子的運動速度接近光速
D此能量區間的電子會產生布拉格峰( Bragg peak )
詳細解析
本題觀念:
本題考查帶電粒子(質子 vs 電子)在組織中的深度劑量分布(depth dose distribution)差異,以及隨能量增加此差異擴大的物理原因。核心概念涉及布拉格峰(Bragg peak)、帶電粒子制動輻射(stopping power)及質量對粒子行為的影響。
影像分析:
圖中同時顯示質子與電子在不同能量下的深度劑量曲線:
- 縱軸(Y 軸):軸上劑量百分比(Dose on axis, %),以 100% 為基準
- 橫軸(X 軸):組織中深度(Depth in tissue),單位 cm,範圍 0–15 cm
- 質子曲線(綠色實線):圖中顯示兩條不同能量的質子曲線,均呈現典型布拉格峰特徵——入射段劑量平坦(plateau),末端急劇上升至峰值後驟然歸零(sharp Bragg peak),能量較高者峰值位置更深(約 10 cm 處)
- 電子曲線(虛線):5-MeV(紅色)、20-MeV(紅色)、30-MeV(藍色)電子曲線,均呈寬廣漸減形態,無明顯布拉格峰;能量越高,劑量分布越向深部延伸,曲線尾端越平緩
- 關鍵觀察:隨能量增加,質子的布拉格峰形狀幾乎不變(仍尖銳),而電子的深度劑量分布越來越彌漫,兩者差異因此隨能量增加而顯著擴大
選項分析
*(A) 質量差異
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