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113學測自然試題-22

【第22-23題組】高能的粒子束或X光束可用於治療惡性腫瘤(癌症)。每單位質量的人體組織所吸收的射束能量稱為吸收劑量。射束通常對準腫瘤照射,癌細胞與正常細胞吸收射束的能量後,DNA會遭到破壞,而癌細胞死亡的機率較正常細胞為高。
圖8顯示的是電子、質子、和兩個能量不同的X光等四種射束之吸收劑量隨進入表皮深度的變化。圖中各射束名稱下,註明該射束中單一粒子或光子入射人體時的能量,其中1.0 MeV約為1.6×10\(^{-13}\) J。
關於上述四種射束的敘述,下列哪些正確?(應選2項)
(A)質子射束的粒子與α射線的粒子相同
(B)質子束的粒子數密度必為電子束粒子數密度的37.5倍
(C)20 MeV之X光的光子頻率為4 MeV之X光的光子頻率的5倍
(D)150 MeV之質子的速率和4 MeV之光子的速率相同
(E)四種射束中,只有X光束能夠穿透15公分厚的細胞組織

答案

(A)(E) (A)質子與α粒子(氦核)不同;(B)無法從圖中得知粒子數密度;(C)光子能量E=hν,頻率比為20:4=5:1;(D)光子速率為c,質子速率小於c;(E)由圖8可知只有20 MeV X光能穿透15 cm組織。 報錯
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113學測自然試題-23

【第22-23題組】高能的粒子束或X光束可用於治療惡性腫瘤(癌症)。若有癌細胞存在於表皮下某處,則依據上面所提供的資訊,下列敘述哪些可以達到「儘量殺除癌細胞、保留正常細胞」的最佳效果?(應選2項)
(A)癌細胞在表皮下10公分處,應使用電子束
(B)癌細胞在表皮下10至11公分處,應使用質子束
(C)癌細胞在表皮下0至2公分處,應使用4 MeV之X光束
(D)癌細胞在表皮下2至10公分處,應使用20 MeV之X光束
(E)癌細胞在表皮下3至8公分處,可以結合電子束及質子束一起使用

答案

(B)(D) 從圖8吸收劑量曲線分析:(A)電子束在10cm處劑量已衰減;(B)質子束在10-11cm有布拉格峰,適合;(C)4 MeV X光在0-2cm劑量高,會傷害表面組織;(D)20 MeV X光在2-10cm劑量較均勻;(E)電子束與質子束劑量分布重疊不佳。 報錯
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