高考申論題
105年
[輻射安全] 輻射安全
第 三 題
因為快中子(fast neutron)與氫(H)原子核作彈性碰撞時所損失的能量最大,所以核反應器常以水作為緩和劑(moderator)與冷卻劑(coolant)。試問一個動能為E』的快中子與氫(H)原子核的單次彈性碰撞中可能損失的最大能量分數為何?(10分)
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到快中子與靶核的彈性碰撞及能量損失，應立刻聯想到古典力學中的動量守恆與動能守恆定律。解題關鍵在於：(1) 最大能量損失發生於一維（正面）彈性碰撞；(2) 中子與氫原子核（質子）的質量幾乎相等（m1 ≈ m2），透過推導碰撞公式即可證明其能量完全轉移。
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【解題思路】利用古典力學之一維完全彈性碰撞公式（結合動量守恆與動能守恆定律），推導出能量轉移的分數通式，再代入中子與氫核質量近似相等的條件求得最大分數。 【詳解】 已知：
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