快中子主要藉由與重元素的何種作用而達成緩速（slow down）?

本題觀念：

中子為電中性粒子，不與原子的軌道電子發生庫侖作用，而是直接與「原子核」發生碰撞或吸收反應。當高能量的「快中子」（動能大於 1 MeV）進入物質時，必須經過多次碰撞損失能量，這個過程稱為「緩速（slowing down 或 moderation）」。中子緩速的主要機制取決於靶物質的質量數（輕元素或重元素）。

選項分析

• (A) 彈性碰撞：錯誤。在彈性碰撞中，系統的總動能守恆。根據古典力學的碰撞原理，當碰撞雙方質量相近時（例如中子與氫原子核），能量的轉移率最大。因此，彈性碰撞是快中子在「輕元素（如水、聚乙烯、石蠟）」中緩速的主要機制。若中子與重元素發生彈性碰撞，中子幾乎會以原能量反彈，能量損失極少，無法達到有效緩速。
• (B) 非彈性碰撞：正確。在非彈性碰撞中，入射中子將一部分動能傳遞給靶原子核，使其躍遷至激發態（系統總動能不守恆），隨後受激發的重核會釋放出加馬射線（γ-ray）以回到基態。對於能量大於 1 MeV 的快中子而言，非彈性碰撞是其在「重元素（如鐵、鉛）」中損失能量、達成緩速的最主要作用機制。
• (C) 中子活化：錯誤。中子活化是指物質的原子核捕獲中子後，形成不穩定放射性同位素的過程（屬於吸收反應）。此反應通常發生在能量極低的「熱中子」階段，並非快中子緩速的物理機制。
• (D) 光中子反應：錯誤。光中子反

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