107年:醫物幅安(1)

有關 X光的敘述,下列何者錯誤?

A加裝濾片( filter )有助於提升 X光射束的平均能量及輸出( output )
B診斷用 X光機將電子動能轉換為制動輻射的轉換效率不高
C乳房攝影所使用的 X光多屬於特性輻射
D入射電子動能愈大( >100 keV ),產生的 X光射束愈具方向性

詳細解析

本題觀念:

本題為反向題,考查 X 光產生的基本物理特性,包含:濾片效應、制動輻射(bremsstrahlung)轉換效率、乳房攝影中的特性輻射(characteristic radiation),以及高能量電子的 X 光方向性。

選項分析

(A) 加裝濾片(filter)有助於提升 X 光射束的平均能量及輸出(output)此為錯誤敘述(答案) 濾片確實能提升射束的平均能量(beam hardening,去除低能量光子),但同時會減少射束的輸出量(intensity/output),因為低能量光子被吸收。因此「提升輸出」的說法錯誤。兩者為相互抵消的關係:品質(quality)↑,量(quantity)↓。

(B) 診斷用 X 光機將電子動能轉換為制動輻射的轉換效率不高 ✅ 正確 診斷用 X 光機的 kVp 範圍(40–150 kVp)下,電子動能轉換為 X 光的效率極低(約 0.5–1%),約 99% 的能量轉換為熱能,這是 X 光管需要陽極散熱設計的原因。

(C) 乳房攝影所使用的 X 光多屬於特性輻射 ✅ 正確 乳房攝影使用鉬(Mo)或銠(Rh)靶,配合相對應的金屬濾片,利用靶材料的特性輻射能量(Mo KαK_\alpha:17.4 keV,Mo KβK_\beta:19.6 keV)來優化乳腺組織

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