高考申論題
111年
[核子工程] 核能概論
第 一 題
📖 題組：
我國核電廠採用兩種類型的輕水式反應器，分別為核一、二廠的沸水式反應器與核三廠的壓水式反應器。由於設計不同，兩種反應器在全功率運轉狀態下，汽機廠房區域的空間輻射劑量率差異甚大。 (一)相較於壓水式反應器，請詳述沸水式反應器運轉時汽機廠房出現明顯較高空間輻射劑量率的原因。（15 分） (二)請詳述沸水式反應器停止運轉超過 30 分鐘後，汽機廠房的空間輻射劑量率即已明顯下降的原因。（5 分）
我國核電廠採用兩種類型的輕水式反應器，分別為核一、二廠的沸水式反應器與核三廠的壓水式反應器。由於設計不同，兩種反應器在全功率運轉狀態下，汽機廠房區域的空間輻射劑量率差異甚大。 (一)相較於壓水式反應器，請詳述沸水式反應器運轉時汽機廠房出現明顯較高空間輻射劑量率的原因。（15 分） (二)請詳述沸水式反應器停止運轉超過 30 分鐘後，汽機廠房的空間輻射劑量率即已明顯下降的原因。（5 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
相較於壓水式反應器，請詳述沸水式反應器運轉時汽機廠房出現明顯較高空間輻射劑量率的原因。（15 分）
思路引導 VIP
本題解題關鍵在於「系統設計差異」與「核反應活化產物」的結合。思考時應先對比BWR（直接循環）與PWR（間接循環）的流體傳輸路徑，接著精準點出冷卻水經過爐心時產生的關鍵放射性核種「氮-16 (N-16)」，並說明其物理特性（高能伽馬射線）與傳播路徑，即可完整建立因果邏輯。
小題 (二)
請詳述沸水式反應器停止運轉超過 30 分鐘後，汽機廠房的空間輻射劑量率即已明顯下降的原因。（5 分）
思路引導 VIP
看到此題，應立即聯想到BWR運轉時汽機廠房高輻射的主因是「氮-16 (N-16)」。接著從N-16的「生成機制（快中子活化）」與「物理特性（半衰期短）」切入，推導出停機後中子通量消失且短半衰期核種迅速衰變殆盡，從而造成空間輻射劑量率陡降的物理因果關係。