專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全108 年第 9 題單選題
下列有關X光產生的敘述何者錯誤?
A特性輻射與制動輻射的能譜皆為連續能譜,但產生機制不同正確答案
B制動輻射的產生涉及電子與原子核的非彈性碰撞
C靶物質及入射粒子速度皆影響制動輻射的產量
D濾片會造成射束硬化
A正確答案
特性輻射是離散能譜(線狀),制動輻射才是連續能譜,兩者本質不同。
為什麼答案是 A
錯誤敘述(即本題答案)。制動輻射(bremsstrahlung)是連續能譜沒錯,但特性輻射(characteristic radiation)是離散能譜,能量等於電子殼層能階差(如Kα、Kβ),呈現尖峰線狀。
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完整詳解
Pro · 無限重點 特性輻射是離散能譜(線狀),制動輻射才是連續能譜,兩者本質不同。
看到「特性輻射」+「連續能譜」直接刪,特性輻射永遠是離散線狀譜!
逐選項分析
A✓ 正確
錯誤敘述(即本題答案)。制動輻射(bremsstrahlung)是連續能譜沒錯,但特性輻射(characteristic radiation)是離散能譜,能量等於電子殼層能階差(如Kα、Kβ),呈現尖峰線狀。
B✕
正確。制動輻射是高速電子接近原子核時,被庫倫力偏折減速,動能轉換為X光光子,屬於電子與原子核的非彈性碰撞作用。
C✕
正確。制動輻射產量正比於 Z²(靶物質原子序)與電子動能(速度),故鎢靶(Z=74)效率高,管電壓越高產量也越大。
D✕
正確。濾片(如鋁、銅)會優先吸收低能量光子,使射束的平均能量提高,這就是射束硬化(beam hardening),是X光機加裝濾片的目的。
X光兩大產生機制比較
| 項目 | 制動輻射 | 特性輻射 |
|---|
| 英文 | Bremsstrahlung | Characteristic |
| 能譜型態 | 連續能譜 | 離散線狀能譜 |
| 產生機制 | 電子被原子核庫倫場偏折減速 | 內層電子被撞出,外層電子填補釋能 |
| 能量決定 | 入射電子動能(連續分佈) | 靶物質殼層能階差(固定值) |
| 產量影響 | 靶Z²、管電壓、管電流 | 需超過殼層結合能才產生 |
本題陷阱在「皆為連續能譜」這句話。考生若死背「X光是連續能譜」就會中招。實際上X光譜是「連續譜(制動)+尖峰(特性)」疊加,兩者本質完全不同,這是診斷放射學的基本功。