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 57 題單選題
直線加速器的加速管(accelerator tube)是使用下列何者來加速電子?
C正確答案
直線加速器靠微波(高頻電磁波)在加速管內形成行進電場,將電子加速到接近光速。
為什麼答案是 C
直線加速器由 magnetron 或 klystron 產生高頻微波(約 3 GHz),導入加速管後形成行進電磁波,電子搭著波峰被持續加速到 MeV 等級能量,是放射治療的標準設計。
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完整詳解
Pro · 無限重點 直線加速器靠微波(高頻電磁波)在加速管內形成行進電場,將電子加速到接近光速。
看到「直線加速器 + 加速電子」直接選微波(microwave),這是 LINAC 的核心原理。
逐選項分析
A✕ 陷阱
變壓器只是改變電壓大小,無法產生加速電子所需的高頻行進波,且變壓器多用於 X 光機的高壓供電,不是 LINAC 加速管的加速機制。
B✕
電刷是傳統直流馬達或發電機中傳遞電流的元件,與粒子加速完全無關,是明顯的干擾選項。
C✓ 正確
直線加速器由 magnetron 或 klystron 產生高頻微波(約 3 GHz),導入加速管後形成行進電磁波,電子搭著波峰被持續加速到 MeV 等級能量,是放射治療的標準設計。
D✕ 陷阱
靜電加速(如 Van de Graaff)是早期低能量加速器的方式,受限於絕緣強度只能到幾 MV,現代醫用 LINAC 已不使用靜電加速。
醫用直線加速器(LINAC)核心元件
| 元件 | 功能 | 備註 |
|---|
| 電子槍 | 產生電子源 | 熱陰極發射 |
| Magnetron/Klystron | 產生微波 | 頻率約 3 GHz |
| 加速管 (waveguide) | 微波加速電子 | 行進波或駐波式 |
| 彎曲磁鐵 | 電子束轉向至靶 | 270° 或 90° |
| 靶 (Target) | 產生 X 光 | 高 Z 材料如鎢 |
考生常誤選 D 靜電,以為「加速電子 = 用電場」就是靜電。其實 LINAC 用的是微波產生的「行進電場」,電子隨波峰前進被持續加速,與靜電加速器的固定高壓電場完全不同。