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高考申論題 106年 [輻射安全] 輻射應用及其防護

第 一 題

📖 題組:
實驗室進行研究,不小心有放射同位素污染,剛好實驗室有熱發光劑量計、蓋革計數器、液態閃爍計數器、碘化鈉多頻道能譜儀等。如果要監測下列可疑時,應使用那一儀器?
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (一)

工作人員的尿中是否有氚時?(5 分)

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看到本題首先聯想「氚(H-3)」的輻射特性:它是一個能量極低(最大能量約 18.6 keV)的純貝他(β)發射核種。接著評估現有儀器,因低能 β 射線穿透力極弱,容易被偵測器的棚窗吸收,必須選擇能將待測樣本與偵測介質均勻混合以消除「自吸收」與「棚窗效應」的「液態閃爍計數器」。

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【破題】偵測尿液中是否含有低能量純貝他(β)核種「氚(H-3)」,應使用「液態閃爍計數器(Liquid Scintillation Counter, LSC)」。 【論述】 一、核種物理特性

小題 (二)

桌上是否有碘 131 污染?(5 分)

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看到此題,首先應分析目標核種(碘-131)的衰變特性(同時釋放貝他粒子與伽馬射線)。接著評估物理情境(桌面表面污染),選擇能提供即時、高靈敏度表面掃描的儀器,並考量如何確認核種種類。

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【破題】碘-131 表面污染偵測需考量其衰變特性,應結合快速掃描與核種鑑別功能。 【論述】 一、核物理基礎

小題 (三)

桌上加馬污染是什麼核種?(5 分)

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看到題目詢問「是什麼核種」,應立刻聯想到需要進行「定性分析」,亦即必須具備分辨輻射能量(能譜分析)的功能。在所列儀器中,只有碘化鈉多頻道能譜儀具備加馬能譜分析能力,能藉由特定能量的光電峰(Photopeak)來指認核種。

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【破題】應使用「碘化鈉多頻道能譜儀(NaI(Tl) MCA)」來監測並鑑定桌上的加馬污染核種。 【論述】 一、選用原理與定性分析

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