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108年:醫物幅安(1)

已知熱中子與人體組織產生14 N(n,p) 14 C反應，釋出能 Q＝0.63MeV ，若人體每公斤含有 1.49×10 24 個14 N原子，反應截面為 1.75 邦，熱中子通率＝ 10 10 中子． cm -2．s-1，則造成人體組織吸收劑量率為多少 mGy ．s-1？

A2.63
B4.52
C3.33
D2.98

詳細解析

本題觀念：

熱中子與人體組織中的 14N^{14}\text{N} 發生核反應 14N(n,p)14C^{14}\text{N}(n,p)^{14}\text{C}，釋出 Q 值能量，利用核反應劑量率公式計算人體組織的吸收劑量率。

選項分析

本題為純計算題，需應用核反應劑量率公式：

D˙=Φ⋅N⋅σ⋅Q\dot{D} = \Phi \cdot N \cdot \sigma \cdot Q

其中：

  • Φ\Phi：熱中子通率（中子通量）=1010= 10^{10} n·cm−2^{-2}·s−1^{-1}
  • NN：每公斤組織中的 14N^{14}\text{N} 原子數 =1.49×1024= 1.49 \times 10^{24} atoms/kg
  • σ\sigma：反應截面 =1.75= 1.75 邦（barn）=1.75×10−24= 1.75 \times 10^{-24} cm2^2
  • QQ：釋出能（每次核反應能量）=0.63= 0.63 MeV

單位換算： Q=0.63 MeV=0.63×1.6×10−13 J=1.008×10−13 JQ = 0.63 \text{ MeV} = 0.63 \times 1.6 \times 10^{-13} \text{ J} = 1.008 \times 10^{-13} \text{ J}

(A) 2.63 (B) 4.52 (C) 3.33 (D) 2.98

答案解析

將各數值代入公式：

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