106年:放射器材(1)

有關質子射束的布拉格峰( Bragg peak ),下列敘述何者錯誤?

A布拉格峰發生在質子能量最高的地方
B在布拉格峰處,質子的阻擋本領最大
C在布拉格峰處,質子單位長度的能量損失最大
D要選擇適當能量,使得布拉格峰落在腫瘤之處

詳細解析

本題觀念:

質子射束(proton beam)的布拉格峰(Bragg peak)是質子治療(proton therapy)的物理基礎。本題為反向題(問何者「錯誤」)。核心知識:布拉格峰發生在質子即將停止(能量最低)之處,而非能量最高之處。

選項分析

(A) 布拉格峰發生在質子能量最高的地方 ❌ 錯誤陳述(= 答案) 這是本題錯誤選項。布拉格峰發生的位置,恰恰是質子能量最低、即將停止的地方(射程末端)。質子進入組織時能量最高,隨著在組織中行進,能量逐漸被損耗,到達射程末端時能量降至最低,此時單位路徑的能量損失(stopping power)急劇增大,形成布拉格峰。

(B) 在布拉格峰處,質子的阻擋本領最大 ✅ 正確陳述 阻擋本領(stopping power,dE/dx-dE/dx)在布拉格峰處達到最大值,這正是布拉格峰的定義所在:單位路徑的能量沉積(energy deposition per unit path length)最高。

(C) 在布拉格峰處,質子單位長度的能量損失最大 ✅ 正確陳述 與 (B) 同義,即 dE/dx-dE/dx(線性能量轉移,linear energy transfer, LET)在布拉格峰處最大。根據 Bethe-Bloch 公式,能量損失正比於 1/v21/v^2(速度平方的倒數),質子越慢(能量越低

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