高考申論題
107年
[核子工程] 核能概論
第 一 題
📖 題組：
電子速率之增減可以藉電場與電子之作用達成。中子不帶電荷，請說明(一)將中子減速之工作原理（5 分）及(二)中子緩衝材料（Neutron Moderator）之特性需求，（5 分）並列舉兩個通用中子緩衝材料。（5 分）另請說明(三)快中子、熱中子與冷中子之能量範圍、產生方式與應用。（15 分）
電子速率之增減可以藉電場與電子之作用達成。中子不帶電荷，請說明(一)將中子減速之工作原理（5 分）及(二)中子緩衝材料（Neutron Moderator）之特性需求，（5 分）並列舉兩個通用中子緩衝材料。（5 分）另請說明(三)快中子、熱中子與冷中子之能量範圍、產生方式與應用。（15 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
將中子減速之工作原理
思路引導 VIP
本題測驗核物理基礎與反應器物理之核心概念。作答時應先從『中子不帶電』的特性切入，導出只能利用『彈性碰撞』進行動能轉移的物理機制。接著透過核截面（吸收與散射）來論述減速材料的評估指標，最後依據能量階層（快、熱、冷）系統性地說明中子頻譜的特性、產生機制與工程/科學應用。
小題 (二)
中子緩衝材料（Neutron Moderator）之特性需求，（5 分）並列舉兩個通用中子緩衝材料。（5 分）
思路引導 VIP
作答此題應從「中子減速的物理機制（彈性散射）」切入，推導出緩和劑必須具備高碰撞機率、高能量轉移率且低吸收率的核物理特性。舉例時，直接連結大型商業反應器（如BWR/PWR/CANDU）所使用的材料（輕水、重水、石墨），並點出其與燃料濃縮度之間的工程連動關係。
小題 (三)
快中子、熱中子與冷中子之能量範圍、產生方式與應用。
思路引導 VIP
看到這題，首先要將中子依據其動能（能量）分類，明確列出各分類的能量級距（MeV, eV, meV等）。其次，針對產生方式，需連結核分裂初始狀態與不同溫度緩和劑的減速機制；最後，應用面應涵蓋不同類型核反應器（快滋生、熱中子反應器）以及科學探測（中子散射）的差異。