高考申論題
108年
[核子工程] 輻射度量
第 一 題
📝 此題為申論題,共 3 小題
小題 (一)
何謂中子活化?(5 分)
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面對名詞解釋題,首先點出核心物理機制(穩定核種吸收中子成為放射性同位素)。接著,為了確保在專業科目拿滿分,務必寫出常見的核反應式(如熱中子捕獲 (n,γ) 反應),並簡述其在實務上的正向應用(如 NAA 中子活化分析)與輻射防護上的意義(如活化產物評估)。
小題 (二)
以 1.00 μg 的天然鈷作成的薄片試樣,在熱中子束通量密度 Φ 為 1.00×10^13 n cm^-2 s^-1 中照射 1,000 秒後,可獲得 2.00×10^9 個 60Co 原子。已知天然鈷中 100% 為 59Co,若以熱中子進行中子捕獲反應 59Co(n,γ)60Co,請問其反應截面積 σ 值為多少?請以邦(barn)表示之。(59Co 之原子量 A 為 58.9)(5 分)
思路引導 VIP
看到中子照射產生活化產物的題目,首要聯想「中子活化公式」,即生成原子數與靶核數量、中子通量密度、截面積及照射時間成正比。因 60Co 半衰期極長,可直接忽略短時間照射(1,000 秒)的衰變效應,算出靶核總原子數後即可代入求解。
小題 (三)
今將 59Co 置入反應爐經中子活化兩年,取出後再經過衰退半年,試問其活度剩為飽和活度之多少百分比?(已知 60Co 之 T1/2=5.26 年)(5 分)
思路引導 VIP
考生看到此題應立刻聯想中子活化與放射性衰變公式。先利用活化公式計算照射完畢瞬間的活度與飽和活度之比例,再代入衰變定律計算冷卻後的最終活度,兩者相乘即可得解。