高考申論題
108年
[核子工程] 核能概論
第 一 題
📖 題組：
四、(一)說明熱中子（thermal neutron）的定義。（5 分） (二)說明緩和劑（moderator）在核反應器中的作用，並列舉二種可作為緩和劑的物質。（10 分） (三)亦有反應器是針對快中子（fast neutron）設計，例如 fast breeder reactor，此設計最主要特性為何？（5 分）
四、(一)說明熱中子（thermal neutron）的定義。（5 分） (二)說明緩和劑（moderator）在核反應器中的作用，並列舉二種可作為緩和劑的物質。（10 分） (三)亦有反應器是針對快中子（fast neutron）設計，例如 fast breeder reactor，此設計最主要特性為何？（5 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
說明熱中子（thermal neutron）的定義。（5 分）
思路引導 VIP
作答熱中子定義時，應從「熱平衡」概念切入，指出中子與周圍介質（如緩和劑）達到熱平衡的狀態。為確保拿滿分，務必寫出其在室溫下的標準動能數值（約 0.025 eV）與對應速度（2200 m/s），並點出其在誘發鈾-235核分裂上的高截面特性。
小題 (二)
說明緩和劑（moderator）在核反應器中的作用，並列舉二種可作為緩和劑的物質。（10 分）
思路引導 VIP
作答時應先聯想核分裂產生的『快中子』與引發反應的『熱中子』之間的能量落差。接著說明緩和劑如何透過『彈性散射』吸收中子動能達成減速，並依據『低原子量、低中子吸收截面』的原則，列舉常見的輕水、重水或石墨。
小題 (三)
亦有反應器是針對快中子（fast neutron）設計，例如 fast breeder reactor，此設計最主要特性為何？（5 分）
思路引導 VIP
看到快滋生反應器（FBR），應立即聯想到「不使用緩和劑」與「滋生比（Breeding Ratio）大於1」。解題核心在於點出快中子如何使非易分裂的 U-238 轉化為易分裂的 Pu-239，從而達成「產生的核燃料多於消耗量」的物理機制與目的。