專技高考-醫事放射師放射線器材學(包括磁振學與超音波學)105 年第 58 題單選題
有關重荷電粒子(heavy charged particles)的比動能(specific kinetic energy),相關敘述何者錯誤?
A定義為kinetic energy per nucleon
B單位為MeV⁄u,其中u為mass number
C150 MeV的proton beam與300 MeV的helium ions有相同的射程正確答案
D比動能相同,重粒子的速度與射程近似
C正確答案
比動能 = 動能/核子數,單位 MeV/u;相同比動能下不同重粒子速度與射程近似,但 150 MeV proton 與 300 MeV He(75 MeV/u)比動能不同。
為什麼答案是 C
proton (A=1) 比動能 = 150 MeV/u;He-4 (A=4) 比動能 = 300/4 = 75 MeV/u,兩者比動能不同,速度與射程皆不相同,敘述錯誤,為本題答案。
載入中…
完整詳解
Pro · 無限重點 比動能 = 動能/核子數,單位 MeV/u;相同比動能下不同重粒子速度與射程近似,但 150 MeV proton 與 300 MeV He(75 MeV/u)比動能不同。
算比動能:proton = 150/1 = 150 MeV/u;He-4 = 300/4 = 75 MeV/u,兩者不等 → 射程不同,C 錯。
逐選項分析
A✕
比動能定義為「每核子的動能」(kinetic energy per nucleon),是重荷電粒子的標準描述方式,敘述正確。
B✕
單位 MeV/u,u 即原子質量單位,常以核子數 (mass number, A) 表示每核子能量,敘述正確。
C✓ 正確
proton (A=1) 比動能 = 150 MeV/u;He-4 (A=4) 比動能 = 300/4 = 75 MeV/u,兩者比動能不同,速度與射程皆不相同,敘述錯誤,為本題答案。
D✕
相同比動能下,不同重荷電粒子的速度近似相同(因每核子能量相同),射程也近似,是粒子治療規劃的重要原則。
重荷電粒子比動能比較
| 粒子 | 總動能 | 核子數 A | 比動能 (MeV/u) |
|---|
| Proton | 150 MeV | 1 | 150 |
| He-4 ion | 300 MeV | 4 | 75 |
| He-4 ion (相同射程) | 600 MeV | 4 | 150 |
C 選項刻意給出「150 MeV proton」與「300 MeV He」誘導考生誤以為能量越大射程越遠,或誤算比動能。需先除以核子數:He-4 應為 600 MeV 才能與 150 MeV proton 比動能相同。