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高考申論題 106年 [輻射安全] 放射物理學

第 七 題

七、有一金箔圓片,其直徑 1.5 cm,厚度 0.02 cm,接受中子活化照射。在距射源 1 m 處連續照射 7 日後,發現有 Au-198 活化產物 150 Bq,試問該熱中子射源之通率(cm-2s-1)為何?(Au 原子量 = 197 g/mole,密度 = 19.32 g/cm3,熱中子活化截面 = 101.3 邦,Au-198 半衰期 = 2.7 天)(10 分)
📝 此題為申論題

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看到中子活化題目,首先聯想活化公式:A = φNσ(1-e^(-λt))。解題關鍵在於逐步拆解物理量:先由體積與密度算出靶物質總原子數 N,再計算照射期間的飽和因子 (1-e^(-λt)),最後代入活化產物的活度,即可反推該照射位置的中子通率 φ。題目中的「距射源 1 m」是用來標定此通率的空間位置。

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【解題思路】利用中子活化基本公式 $A = \phi N \sigma (1-e^{-\lambda t})$,依序求出靶物質總原子數與飽和因子,再代入測得活度反推中子通率。 【詳解】 已知條件整理:

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