專技高考-醫事放射師放射線治療原理與技術學110 年第 22 題單選題
一窄射束 6 MeV電子射束穿越空氣,射束因空氣散射而變寬廣,電子強度分布近似於高斯分布,當此電子射束穿越 4 公尺空氣後,高斯分布二端 50%到 50%的寬度約為多少 cm?
C正確答案
6 MeV電子束在空氣中經4公尺多重散射,高斯分布的半高全寬(FWHM)約100 cm,故選C。
為什麼答案是 C
正解。6 MeV電子束在空氣中經多重庫倫散射,散射角隨路徑增加而累積。經過4公尺空氣後,高斯分布的半高全寬(FWHM,即50%到50%寬度)約為100 cm,符合電子在空氣中散射的典型估算。
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完整詳解
Pro · 無限重點 6 MeV電子束在空氣中經4公尺多重散射,高斯分布的半高全寬(FWHM)約100 cm,故選C。
電子在空氣散射很嚴重,4公尺後束寬可擴到約1公尺等級,直接選100 cm。
逐選項分析
A✕ 陷阱
20 cm 低估了空氣對低能電子的散射效應。6 MeV電子能量不高,在4公尺長的空氣路徑中受到顯著的多重庫倫散射,束寬遠不止20 cm,此值明顯偏小。
B✕ 陷阱
50 cm 雖比20 cm接近,但仍低估。電子在低密度空氣中也會因長距離累積大量散射角,4公尺後高斯分布的50%-50%寬度應達到約100 cm量級。
C✓ 正確
正解。6 MeV電子束在空氣中經多重庫倫散射,散射角隨路徑增加而累積。經過4公尺空氣後,高斯分布的半高全寬(FWHM,即50%到50%寬度)約為100 cm,符合電子在空氣中散射的典型估算。
D✕
150 cm 高估了散射寬度。雖然電子散射顯著,但4公尺後的高斯FWHM約在100 cm左右,150 cm超出合理估算範圍。
電子束散射特性重點
| 參數 | 說明 | 本題數值 | 影響 |
|---|
| 能量 | 決定穿透與散射程度 | 6 MeV | 低能→散射大 |
| 介質 | 空氣低密度但路徑長 | 空氣4 m | 累積散射明顯 |
| 分布 | 多重散射近高斯 | 高斯分布 | 50%-50%即FWHM |
| 束寬 | FWHM隨距離增加 | 約100 cm | 正解C |
考生常低估空氣對電子的散射能力,誤以為空氣密度低就影響小。但4公尺長路徑會累積大量多重庫倫散射,加上電子質量小、能量僅6 MeV,散射角顯著,束寬可擴展至約100 cm量級,A、B選項即為此陷阱。