高考申論題 105年 [輻射安全] 輻射應用及其防護

第一題

📖 題組：
在某犯罪現場採得之極微量跡證,可經由中子活化分析法測得,

📝 此題為申論題，共 3 小題

小題 (一)

請繪圖表示,(3分)

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看到中子活化分析法（NAA）考題，首先聯想核反應式「中子捕獲與特徵加馬射線發射」。繪圖題雖無法實體作畫，但必須用文字清楚建構出「中子源 → 樣品活化 → 偵測器(HPGe) → 多頻道分析儀(MCA)」的實體動線，並緊扣鑑識科學的極微量與非破壞特性，最後補充輻射防護與廢棄物管理的實務考量。

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【破題】中子活化分析法（Neutron Activation Analysis, NAA）係利用中子照射穩定同位素，使其發生 $(n, \gamma)$ 核反應成為放射性同位素，藉由測量其衰變時釋放的特徵加馬（$\gamma$）射線，來推算樣品中微量元素種類與含量的非破壞性檢測技術。核心核物理反應式為：$_{Z}^{A}X + _{0}^{1}n \rightarrow \left[ _{Z}^{A+1}X \right]^{*} \rightarrow _{Z}^{A+1}X + \text{特徵 } \gamma \text{ 射線}

小題 (二)

說明其原理與分類,(7分)

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考生看到此題應立刻聯想到「核反應方程式」與「加馬能譜分析」。解題時，先寫出中子捕獲反應式說明活化與衰變放出的輻射，再依據「是否進行化學分離」或「測量加馬射線的時機」兩大維度進行分類，並緊扣鑑識科學中「非破壞性」的實務優勢與相關輻射防護要求。

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【破題】中子活化分析法（Neutron Activation Analysis, NAA）是一種具備極高靈敏度且通常為非破壞性的多元素分析技術，廣泛應用於鑑識科學中的極微量跡證（如火藥殘跡、毛髮、玻璃碎屑）比對分析。【論述】

小題 (三)

並舉例說明實務應用。(10分)

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看到中子活化分析法（NAA）在鑑識科學的應用，首先應從核反應式 $(n, \gamma)$ 切入，說明其透過測量特徵加馬射線來定性與定量的物理原理。接著，必須舉出具體的刑事鑑識案例（如射擊殘跡、毛髮毒物分析），並強調其『非破壞性』與『極高靈敏度』的優勢，最後務必補上活化後樣品的輻射安全與屏蔽管理機制以獲取完整分數。

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【破題】中子活化分析法（Neutron Activation Analysis, NAA）是一種利用中子照射樣品，誘發核反應以進行微量元素定性與定量的非破壞性檢測技術，在鑑識科學的極微量跡證分析上具有高度應用價值。【論述】

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