107年:核醫診療(1)

核子反應器利用分裂 ²³⁵U來製造醫用放射性元素,核子反應器中造成分裂 ²³⁵U的中子能量為多少 eV ?

A0.025
B0.25
C2.5
D25

詳細解析

本題觀念:

本題考查核子反應器中用於分裂 ²³⁵U(鈾-235)的中子能量,即**熱中子(thermal neutron)**的代表能量值。核子反應器利用慢速(熱化)中子引發 ²³⁵U 的核分裂(fission)以產生醫用放射性核種(如 ⁹⁹Mo、¹³¹I 等)。

熱中子能量背景

在核子反應器中,使用慢化劑(moderator)(如輕水、重水或石墨)將快速裂變中子減速至與周圍原子達到熱平衡的速度,此即熱中子(thermal neutron)

在室溫(約 20°C = 293 K)下,依據Maxwell-Boltzmann 能量分布,熱中子的最可能(最大機率)能量為:

Ethermal=kBT=(8.617×105 eV/K)×(293 K)0.025 eVE_{thermal} = k_B T = (8.617 \times 10^{-5} \text{ eV/K}) \times (293 \text{ K}) \approx 0.025 \text{ eV}

此 **0.025 eV(= 25 meV)**是核子物理與核醫技術考試中的標準記憶值。

選項分析

(A) 0.025 eV正確。熱中子的標準能量值,對應室溫下 Maxwell-Boltzmann 分布的峰值能量。

(B) 0.25 eV — 偏高約 10 倍,此能量範圍屬於超熱中子(epithermal ne

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