113年:放射器材(1)

關於中子環境監控計測器(neutron area survey meter),下列敘述何者最適當?

A充氣式中子環境監控計測器作用電壓位於ionization region
B充氣式中子環境監控計測器作用電壓位於proportional region
C充氣式中子環境監控計測器作用電壓位於Geiger-Müller region
D充氣式偵檢器不能測量環境中子劑量

詳細解析

本題觀念:

本題探討「中子環境監控計測器(neutron area survey meter)」之核心運作原理。中子輻射場通常伴隨著加馬射線(γ\gamma-ray)的背景輻射。因此,實務上的中子偵檢器必須具備優良的「加馬甄別能力(gamma discrimination)」,也就是要能夠準確分辨偵測到的訊號是來自中子還是加馬射線。

為了測量中子,常見的攜帶型中子巡視儀(例如侖目計量器 Rem meter 或 Bonner sphere)主要是將「充氣式偵檢器」置於含氫豐富的減速體(如聚乙烯 polyethylene)之中。偵檢器內部通常充填具備高中子吸收截面的氣體,如三氦(3He^3\text{He})或三氟化硼(10BF3^{10}\text{BF}_3)。當熱中子與這些氣體作用時,會發生核反應產生重荷電粒子:

  • 3He+np+3H^3\text{He} + \text{n} \rightarrow \text{p} + ^3\text{H}
  • 10B+nα+7Li^{10}\text{B} + \text{n} \rightarrow \alpha + ^7\text{Li}

因為重荷電粒子造成的初始游離(ion pairs)數量遠大於加馬射線產生的二次電子,選擇合適的偵檢器工作電壓區域是區分兩者的關鍵。

選項分析

  • **(A) 充氣式中子環境監控計測器作用電壓位於 ionizati

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