107年:放射器材(1)

醫用直線加速器中的加速管,透過下列何者進行電子加速?

A高頻電磁波
B超音波
C旋轉磁極
D低頻電磁波

詳細解析

本題觀念:

醫用直線加速器(medical linear accelerator, linac)的核心技術是利用高頻電磁波(radiofrequency electromagnetic waves)在加速管(accelerating waveguide)中加速電子,使電子達到治療所需的高能量。

選項分析

(A) 高頻電磁波 正確。醫用直線加速器的加速管(accelerating waveguide)利用微波頻段的高頻電磁波(typically ~3000 MHz,屬 S-band 微波)在圓柱形空腔(cavity)中產生振盪電磁場。電子被注入後隨這些電磁波「衝浪」(surf),在每個加速空腔中獲得能量,最終達到治療用的 MeV 等級能量。

(B) 超音波 錯誤。超音波(ultrasound)是機械波,無法加速帶電粒子。超音波用於醫學影像(如超音波檢查)或治療(如體外震波碎石),與粒子加速完全無關。

(C) 旋轉磁極 錯誤。旋轉磁極(rotating magnetic poles)是迴旋加速器(cyclotron)的組成部分概念,迴旋加速器利用磁場使粒子做圓周運動,並以高頻電場加速。但醫用直線加速器的加速管是直線結構,不用旋轉磁極。(磁場在 linac 中用於彎轉電子束方向的偏轉磁鐵,而非加速)

(D) 低頻電磁波 錯誤。加速

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