專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全115 年第 14 題單選題
關於X光與物質交互作用的敘述,下列何者最適當?
A相干散射常發生在高能量光子,僅改變X光的行進方向,但不會改變其能量
B康普吞效應容易發生在X光與外層軌域電子的作用正確答案
C成對發生會產生互毀輻射,但作用能量範圍要高於1.02 MeV以上,發生機率才會增加
D光分解是當作用能量大於約10 keV時,直接被原子核吸收,把原子核提升到激發態,瞬間釋放出核子或其他的核子碎片
B正確答案
X光與物質的交互作用中,康普吞效應主要發生在光子與外層軌域電子的碰撞;相干散射發生在低能量;光分解需要極高能量(>10 MeV)。
為什麼答案是 B
康普吞效應(Compton effect)是入射光子與原子的「外層軌域電子」(束縛力較弱的電子)發生非彈性碰撞,光子損失部分能量並改變方向,電子則被游離射出,敘述完全正確。
載入中…
完整詳解
Pro · 無限重點 X光與物質的交互作用中,康普吞效應主要發生在光子與外層軌域電子的碰撞;相干散射發生在低能量;光分解需要極高能量(>10 MeV)。
秒解關鍵:看到「康普吞效應」找「外層電子」;看到「光電效應」找「內層電子」;看到「光分解」找「10 MeV」。
逐選項分析
A✕ 陷阱
相干散射(Coherent scattering)常發生在「低能量」光子(通常小於 10 keV),光子與整個原子作用,僅改變行進方向而不改變能量。選項錯在「高能量」。
B✓ 正確
康普吞效應(Compton effect)是入射光子與原子的「外層軌域電子」(束縛力較弱的電子)發生非彈性碰撞,光子損失部分能量並改變方向,電子則被游離射出,敘述完全正確。
C✕ 陷阱
成對發生(Pair production)的閾值確實是 1.022 MeV,但它直接產生的是「正負電子對」(電子與正子)。互毀輻射是正子失去動能後與電子結合才產生的「後續效應」,並非成對發生的直接產物。
D✕ 陷阱
光分解(Photodisintegration)需要極高的能量,閾值約為 10 MeV(百萬電子伏特)以上,而非 10 keV(千電子伏特)。選項故意將單位縮小了1000倍。
X光與物質的五大交互作用
| 作用名稱 | 發生能量範圍 | 作用對象 | 主要結果 |
|---|
| 相干散射 | 低能量 (<10 keV) | 整個原子 | 僅改變方向,無能量損失 |
| 光電效應 | 診斷能量 (10-100 keV) | 內層軌域電子 | 光子完全被吸收,釋放光電子 |
| 康普吞效應 | 治療能量 (100 keV-10 MeV) | 外層軌域電子 | 光子部分能量轉移,產生散射光子與游離電子 |
| 成對發生 | 高能量 (>1.022 MeV) | 原子核庫侖場 | 光子消失,產生正負電子對 |
| 光分解 | 極高能量 (>10 MeV) | 原子核 | 原子核吸收光子,釋放核子(如中子) |
國考最愛在能量單位(keV vs MeV)和作用對象(內層 vs 外層電子)上挖坑。例如選項D將光分解的 10 MeV 寫成 10 keV;選項A將相干散射的低能量寫成高能量。務必熟記各作用對應的能量級距。