使用高能量直線加速器的 X光治療病人時，如產生中子活化的問題，中子的產生機制為何？

本題觀念：

高能量直線加速器（linear accelerator, linac）產生的 X 光能量超過約 10 MV 時，光子能量足以超過核內中子的結合能（binding energy），透過光蛻變反應（photodisintegration），即 γ,n 光核反應，直接將中子從原子核打出，形成中子污染（photoneutron）。此機制是放射治療中中子活化問題的主要來源，與光電效應、康普吞效應、成對效應等常見 X 光與物質交互作用機制完全不同。

選項分析

(A) 光電效應（photoelectric effect）：光子被原子完全吸收，撞出原子內層電子（光電子），不涉及核反應，不會產生中子。能量關係：$h\nu = \phi + E_k$（$\phi$ = 功函數，$E_k$ = 光電子動能）。✗ 不會產生中子

(B) 康普吞效應（Compton effect）：光子與外層電子發生非彈性散射，光子波長增加（能量減少），撞出反跳電子。屬於電磁交互作用，不涉及原子核，不會產生中子。✗ 不會產生中子

(C) 光蛻變反應（photodisintegration）：高能光子（能量超過核子結合能，通常 > 6–10 MeV）被原子核吸收，核內中子獲得足夠能量而脫離原子核：

$$$$

...（解析預覽）...