107年:放射治療(1)

治療用的 300 kV X-rays ,其第二半值層厚度大於第一半值層厚度,主要原因是:

A射束硬化
B使用高原子序當靶極
C跟效應
D使用整平濾片

詳細解析

本題觀念:

本題考查「第二半值層厚度(second half-value layer, 2nd HVL)大於第一半值層厚度(1st HVL)」的物理原因。此現象發生在多能量(polyenergetic)X 光射束,核心機制為「射束硬化(beam hardening)」。

選項分析

(A) 射束硬化(beam hardening) — 多能量 X 光束通過物質時,低能量光子因光電效應被優先吸收,使射束的平均能量增加、穿透力增強。當射束平均能量提高後,要再次將射束強度衰減一半需要更厚的材料,因此 2nd HVL > 1st HVL。此為正確答案。

(B) 使用高原子序當靶極 — 高原子序靶極(如鎢,Z=74)確實能產生高效率的制動輻射(bremsstrahlung),但這影響的是 X 光的產生效率和初始能量譜,不是造成 2nd HVL > 1st HVL 的原因。

(C) 跟效應(heel effect) — 跟效應是指 X 光管陽極(anode)「跟端(heel side)」因自我吸收導致射束強度不均勻(靠近陽極端劑量較低),此效應影響射野內的劑量均勻性,與 HVL 的大小關係無直接關聯。

(D) 使用整平濾片(flattening filter) — 整平濾片用於高能直線加速器(linac),將中心劑量率較高的射束整平

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