高考申論題
105年
[輻射安全] 放射物理學
第 一 題
📖 題組：
五、有一重 3.5 mg 的金箔以熱中子射束照射，中子之通量密度為 10^13 n cm-2s-1，198Au 的半衰期為 2.7 天，作用截面為 96×10-24 cm2/atom，㈠請問要照射多久才可以達到 90%的平衡活度（或稱飽和活度）？（10 分）㈡並請以 Bq 與 Ci 表示當時的活度？（10 分） （已知水的密度 = 1 g/cm3，空氣密度 = 1.205×10-2 g/cm3，1 C/kg = 3876 R，Wair/e = 33.97 J/C，NA = 6.022×10^23 mole-1，(μen)water / (μen)1.25MeV = 0.0295 cm-1，(μen)air / (μen)1.25MeV = 3.205 × 10^-5 cm-1）
五、有一重 3.5 mg 的金箔以熱中子射束照射，中子之通量密度為 10^13 n cm-2s-1，198Au 的半衰期為 2.7 天，作用截面為 96×10-24 cm2/atom，㈠請問要照射多久才可以達到 90%的平衡活度（或稱飽和活度）？（10 分）㈡並請以 Bq 與 Ci 表示當時的活度？（10 分） （已知水的密度 = 1 g/cm3，空氣密度 = 1.205×10-2 g/cm3，1 C/kg = 3876 R，Wair/e = 33.97 J/C，NA = 6.022×10^23 mole-1，(μen)water / (μen)1.25MeV = 0.0295 cm-1，(μen)air / (μen)1.25MeV = 3.205 × 10^-5 cm-1）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
請問要照射多久才可以達到 90%的平衡活度（或稱飽和活度）？（10 分）
思路引導 VIP
本題測驗中子活化的基本公式。解題核心在於列出活度成長公式 A(t) = Asat(1 - e^(-λt))，將目標活度代入後，利用對數運算求出照射時間與半衰期的關係。
小題 (二)
並請以 Bq 與 Ci 表示當時的活度？（10 分）
思路引導 VIP
看到計算活度，首先想到中子活化公式的飽和活度定義 Asat = ΦσN。先利用金的原子量（約 197）算出靶物質的原子數 N，求出飽和活度後再乘以 90% 即可得到目標活度，最後須熟記 Bq 和 Ci 之間的單位換算基準（1 Ci = 3.7×10^10 Bq）。