布拉格尖峰

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5.49 MeV 之 α 粒子在空氣中的布拉格曲線
單劑量之光子(粉紅)、調整過質子束(藍)及純質子束(紅)在組織中能量釋放分佈圖

布拉格尖峰是一種高速帶正電荷離子在物體中行進時,於即將停止時才將大部分能量釋放出來的現象。此現象由威廉亨利布拉格在1903年發現。

現象[编辑]

當一個帶電的粒子快速地在物體中前進時,會在其行進的路線上對於該物體的原子產生離子化現象,也因此在其停止之前,將一劑量的能量釋放到該物體中。由於離子化作用的截面積增加,能量釋放的尖峰會發生在該粒子即將停止之前。上圖中的現象是帶有 5.49百萬電子伏特(Mev)的α粒子在空氣中沿著行進路線的能量釋放情形。在下圖中,由 250百萬電子伏特的粒子加速器所產生的純質子束(紅色)其能量釋放尖峰非常狹窄;而另一種粒子光子束(粉紅色)的能量釋放就完全不同。

應用[编辑]

在醫學上,此種大部分能量在組織中會集中釋放的現象,被發展成質子刀而充分地應用到對癌症的放射性治療。只要以三度空間瞄準所要治療的腫瘤(病灶區),並以調整過的質子束(下圖之藍色部分)將能量規劃集中釋放在特定位置,便可以精準地破壞腫瘤細胞,而不傷害到周圍正常的組織細胞。


參考資料[编辑]