112 關務特考三等 輻射安全技術工程 可發生游離輻射設備 考古題詳解

核心觀念

本題考查 X 光影像系統中高壓電源電路的基本組成與作用：高壓產生器提供 X 光管所需的管電壓；燈絲變壓器供應燈絲加熱電流；整流器將交流電轉為單向電流，使 X 光管內的電子由陰極流向陽極。

電子由陰極燈絲放出後，在管電壓形成的電場中加速，撞擊陽極靶面而產生 X 光。管電壓主要影響電子的最大能量與 X 光穿透能力；燈絲加熱程度則影響熱電子發射量，進而影響管電流及 X 光輸出量。

各部件功能

• 高壓產生器：將輸入電源升壓，提供 X 光管陰極與陽極間所需的高電壓（管電壓，$kVp$），使陰極放出的電子加速並撞擊陽極。高壓產生器也可包含調整管電壓、曝光時間及管電流等電路。
• 燈絲變壓器：提供低電壓、大電流的電源，加熱陰極燈絲，使燈絲產生熱電子。調整燈絲加熱電流可改變熱電子發射量，控制管電流（$mA$）及 X 光強度。燈絲電路須與高壓電路隔離，因為燈絲端處於陰極高電位。
• 整流器：將變壓器輸出的交流高壓整流成單方向電流，使電子能持續由陰極流向陽極。全波整流可利用交流週期的正、負半週，使管電流在兩個半週均有輸出；實際設備常以高頻逆變及高壓整流方式供電。

解題方法與電路圖

核心觀念

原子內層電子被移除後，會留下電子空缺，使原子處於激發狀態。較外層電子躍遷至空缺時，會釋放兩種可能的能量：

1. 特性 X 光：能量以光子形式放出。
2. 鄂歇電子：能量轉移給另一個外層電子，使其脫離原子。

因此，特性輻射與鄂歇電子是原子退激發的兩種競爭途徑；某次退激發若放出特性 X 光，便不會同時以同一份能量再放出鄂歇電子。

解題方法與能量關係

以 K 層電子空缺為例，若 L 層電子填補 K 層空缺，所釋放的能量可用來使另一個 M 層電子逸出，形成 KLM 型鄂歇電子。其動能約為

其中 $E_K、E_L、E_M$ 分別代表各層電子的束縛能，且以正值表示。更精確地說，鄂歇電子的動能取決於初始空缺、填補空缺的電子及被擊出的電子各自的束縛能；原子化學環境與多重空缺等因素也會造成小幅修正。

若退激發能量以特性 X 光放出，光子能量則約為兩電子殼層束縛能之差，例如 K 層空缺由 L 層電子填補時：

是否以特性 X 光或鄂歇電子方式釋放，與原子序及殼層能階有關；兩者的相對發生機率以螢光產額描述。螢光產額愈高，特性 X 光放射的比例愈大；

核心觀念

本題考的是放射攝影影像品質不佳時，如何依影像缺陷調整曝光條件，使影像能提供診斷資訊。調整前要先判斷影像問題屬於曝光不足或過度、對比不適當、影像模糊，還是定位與遮蔽不佳；不能只因影像不清楚，就一律提高 $kVp$ 或 $mAs$。

• $kVp$（管電壓）​主要影響 X 光光子能量與穿透力，也會影響影像對比。一般而言，提高 $kVp$ 可增加穿透力，使影像灰階較多、對比降低；降低 $kVp$ 則穿透力下降、影像對比增加。
• $mAs$（管電流與曝光時間的乘積）​主要控制 X 光光子數量。提高 $mAs$ 可增加受檢部位及影像接收器所接收的光子數，改善量子雜訊造成的斑駁，但也會增加受檢者劑量。
• 曝光時間影響動作模糊：受檢者或器官有動作時，縮短曝光時間通常有助降低模糊；若要維持相同 $mAs$，可在設備允許範圍內提高管電流。
• 幾何與影像接收條件也會影響清晰度，包括受檢者與影像接收器的位置、中心線、照野、焦點尺寸及影像接收器狀態。

解題方法

本題沒有提供影像是過白、過黑、對比不足、雜訊過多或動作模糊，因此不能指定一組固定的 $kVp$、$mAs$ 數值。作答重點是依影像缺陷採取相對應的修正，並在維持診斷品質的前提下避免不必要的重照與劑量增加。

1. 若影像曝光不足、穿透不足或量子雜訊明顯：先依受檢部位、體厚及既定攝影條件修正曝光。可適度增加 $mAs$ 以增加光子數；若穿透力不足，可適度提高 $kVp$。一次只做必要幅度的調整，避免曝光過度。
2. 若影像對比不足、灰階差異不易辨認：檢視 $kVp$ 是否過高；在符合穿透需求下適度降低 $kVp$，以增加對比。

核心觀念

本題考查 X 光影像系統的屏蔽規劃：先辨識 X 光管射出的主射束可能照射方向，再分別評估主射束、物體散射輻射及管球洩漏輻射對周邊區域的影響，決定屏蔽位置與厚度。題目未提供管電壓、工作量、使用因數、居留因數、距離及周邊區域用途，因此可說明規劃方法，不能據此算出屏蔽的實際厚度。

本題所稱「登記設備查類」應為登記備查類設備。設備屬性與屏蔽設計是兩回事：設備分類不代表可以省略場所規劃，仍須依實際使用方式設置適當屏蔽，使輻射工作人員及一般人員的曝露符合劑量限度及合理抑低原則。

法規敘述以命題當年（民國 112 年）法規為準，應依《游離輻射防護法》、《游離輻射防護法施行細則》、《游離輻射防護安全標準》及設備相關管理規定辦理。一般人員個人年有效劑量限度為 $1\ \mathrm{mSv}$；輻射工作人員有效劑量以連續五年不超過 $100\ \mathrm{mSv}$ 為限，且任一單一年不得超過 $50\ \mathrm{mSv}$。屏蔽設計目標應依區域用途及合理抑低原則設定，不能把法定劑量限度直接當作日常操作目標。

解題方法：先畫出射束，再分別規劃屏蔽

考場作答可先畫出 X 光管、被檢物、影像接收器、主射束方向及周圍屏蔽，再說明各類輻射的屏蔽需求。以下為示意圖：

俯視示意圖（非按比例）

 主射束方向
 ─────────────────►
 ┌───────┐ ┌─────────┐
 │ X 光管 │ ────► │ 被檢物／│ ───► 影像接收器
 └───────┘ │ 檢查物件│
 ╲ ╲ └─────────┘
 ╲ ╲ 散射輻射 ↗ ↘
 ╲
 側牆：主射束可能照射時，按主屏蔽設計
 其他牆、門、頂板、地板：按散射及管球洩漏設計

1. 主射束屏蔽

主射束是由 X 光管焦點經準直器射出的有用射束。應先確認設備在所有預定操作狀態下，射束可能朝向哪些牆面、門、地板或頂板；射束可能直接照射到的結構，均須視為主屏蔽。

規劃時應：

• 將影像接收器設於主射束末端，並以固定或可靠的機械結構限制射束方向。
• 將常用照射方向對準具有足夠屏蔽能力的牆面或專用束流終止屏蔽。
• 避免主射束直接指向門、觀察窗、鄰接有人長時間停留的區域，或屏蔽能力不足的結構。
• 若射束方向可變，按最不利的可用照射方向設計所有可能受主射束照射的屏障。

主屏蔽的初步透射率計算可用：

核心觀念

本題考查醫用直線加速器的每月品質保證（QA）項目及其結果或誤差容許值。法源為《輻射醫療曝露品質保證標準》第 4 條及附表一；該標準依《游離輻射防護法》第 17 條第 3 項訂定。

以下以命題當年（民國 112 年）法規為準。民國 112 年修正的《輻射醫療曝露品質保證標準》自同年 7 月 1 日施行，本題所列每月校驗項目依附表一作答。

解題方法

依附表一篩出頻次標示為「每月」的項目，再逐項配對結果或容許誤差。作答時要留意：有些項目同時列在每月及每年；另有些項目只適用特定射束型式或設備配置，須在結果欄一併交代。

每月品質保證作業項目及結果或容許誤差

核心觀念

本題考查診斷 X 光攝影的影像品質與病人劑量最佳化：在影像仍足以回答臨床問題的前提下，合理調整曝光條件、照射範圍與影像接收系統，避免不必要的照射。影像品質可從對比、雜訊、空間解析度及散射影響等面向理解；病人劑量則受射束能量與強度、照射範圍、病人體型及設備效率等因素影響。

可用下列關係掌握曝光因素：

在其他條件相同時，mAs 降低通常可降低受照劑量，但也會增加量子雜訊；因此須以符合診斷需求的影像為準，不能只追求最低曝光。

解題方法

依「減少不必要照射、改善射束與影像接收效率、控制散射、避免重拍」四個方向作答。題目是申論題，應列出可調參數與可用設備，並簡要說明其對影像品質或病人劑量的作用。

可調參數與設備

1. 適當選擇管電壓（kVp）與管電流時間積（mAs） 依檢查部位、病人體型及診斷目的，選擇合宜的 kVp、mA 與曝光時間。適度提高 kVp、同時降低 mAs，可在適當技術條件下減少皮膚表面劑量；但 kVp 過高會降低影像對比，mAs 過低則會增加雜訊，兩者都須依檢查需求調整。

2. 縮小照射野與使用準直器 將 X 光束限制在必要的解剖範圍，可減少受照組織體積及散射線。散射線減少有助於提升影像對比，也能避免照射不需成像的部位。

3. 使用適當的附加濾過器 濾除低能量、較容易被病人吸收而無助於影像形成的光子，可降低病人皮膚及表淺組織的劑量。濾過程度仍須配合設備規範與檢查條件。