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)110 年第 3 題單選題
診斷 X 光管突然故障,最常見的是電子電弧(electron arcing)的產生,主要是下列何種原因所造成?
A陽極靶轉速太低
B陰極燈絲揮發(vaporized)正確答案
C空間電荷效應(space charge effect)
D冷卻系統故障
B正確答案
X光管最常見故障是陰極燈絲長期加熱揮發鎢蒸氣,沉積管壁導致電子電弧放電。
為什麼答案是 B
燈絲長期高溫加熱導致鎢金屬蒸發(vaporized),鎢蒸氣沉積於玻璃管壁形成導電膜,破壞真空並降低絕緣,最終引發電子電弧放電,是X光管最常見的故障原因。
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完整詳解
Pro · 無限重點 X光管最常見故障是陰極燈絲長期加熱揮發鎢蒸氣,沉積管壁導致電子電弧放電。
問「最常見故障」+「電子電弧」→直接選燈絲揮發(tungsten vaporization)。
逐選項分析
A✕
陽極靶轉速太低會造成靶面散熱不均、局部過熱甚至熔損,屬於陽極相關故障,與電子電弧的成因無直接關係,並非最常見原因。
B✓ 正確
燈絲長期高溫加熱導致鎢金屬蒸發(vaporized),鎢蒸氣沉積於玻璃管壁形成導電膜,破壞真空並降低絕緣,最終引發電子電弧放電,是X光管最常見的故障原因。
C✕ 陷阱
空間電荷效應指燈絲附近電子雲限制電子流量(管電流飽和現象),屬於正常運作的物理特性,會影響低管電壓下的曝光輸出,但不會直接造成電弧放電故障。
D✕
冷卻系統故障會使陽極或管套過熱、陽極龜裂或油膨脹,屬於熱相關損壞,雖會縮短管壽命,但並非電子電弧的主要直接成因。
X光管常見故障與成因
| 故障類型 | 主要成因 | 後果 | 是否致電弧 |
|---|
| 燈絲揮發 | 燈絲長期高溫蒸發鎢 | 管壁鍍鎢、真空破壞 | 是(最常見) |
| 陽極熔損 | 轉速過低/局部過熱 | 靶面坑洞、輸出下降 | 間接 |
| 空間電荷效應 | 電子雲限制電流 | 低kV時電流飽和 | 否(正常現象) |
| 冷卻失效 | 散熱/油循環故障 | 管套過熱、油膨脹 | 間接 |
C選項「空間電荷效應」是X光管正常運作的物理現象(限制電子流量),考生易誤以為與電弧放電有關。實際上電子電弧源於燈絲揮發後鎢沉積破壞真空絕緣,兩者機轉完全不同。