專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全105 年第 24 題單選題
對於直線加速器所產生20 MV的X光射束而言,相同照射條件下,人體內某深度的脂肪、肌肉及骨骼的吸收劑量皆有不同。若以吸收劑量由小而大排列,下列排列何者正確?
A脂肪、肌肉、骨骼正確答案
B脂肪、骨骼、肌肉
C骨骼、脂肪、肌肉
D骨骼、肌肉、脂肪
A正確答案
20 MV高能X光以康普頓效應為主,吸收劑量正比於電子密度,順序為脂肪<肌肉<骨骼。
為什麼答案是 A
脂肪<肌肉<骨骼。20 MV屬高能X光,主要交互作用為康普頓效應,吸收劑量正比於介質的電子密度(electron density)。脂肪電子密度最低,肌肉居中,骨骼最高,故吸收劑量由小到大排列正確。
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完整詳解
Pro · 無限重點 20 MV高能X光以康普頓效應為主,吸收劑量正比於電子密度,順序為脂肪<肌肉<骨骼。
高能光子(>1 MeV)→康普頓主導→劑量看電子密度(密度×Z/A)。脂肪電子密度最低,骨骼最高,記住「越緻密吸收越多」即可。
逐選項分析
A✓ 正確
脂肪<肌肉<骨骼。20 MV屬高能X光,主要交互作用為康普頓效應,吸收劑量正比於介質的電子密度(electron density)。脂肪電子密度最低,肌肉居中,骨骼最高,故吸收劑量由小到大排列正確。
B✕
骨骼電子密度最高,吸收劑量應最大而非介於中間,順序錯誤。
C✕ 陷阱
此為低能X光(<100 keV)以光電效應為主的迷思。光電效應正比於Z³,骨骼(Z高)吸收最多;但本題20 MV為高能,不適用此邏輯,且骨骼放最小本身也錯。
D✕ 陷阱
完全顛倒。可能誤以為高能光子下骨骼遮蔽強反而吸收少,或混淆「穿透」與「吸收」概念。實際上吸收劑量與電子密度成正比,骨骼最大。
光子能量與主導交互作用
| 能量範圍 | 主導效應 | 吸收劑量取決於 | 骨骼吸收 |
|---|
| <30 keV | 光電效應 | 原子序 Z³ | 遠大於軟組織 |
| 30 keV-1 MeV | 康普頓效應 | 電子密度 | 略大於軟組織 |
| >1 MeV (如20 MV) | 康普頓效應 | 電子密度 | 略大於軟組織 |
| >10 MeV | 康普頓+成對發生 | 電子密度為主 | 略大於軟組織 |
本題關鍵在「20 MV高能」而非低能。高能X光以康普頓效應為主,吸收劑量取決於電子密度(脂肪0.95、肌肉1.00、骨骼約1.65相對水),而非原子序Z。各組織電子密度高低順序:脂肪<肌肉<骨骼,故吸收劑量由小到大為脂肪→肌肉→骨骼。