107年:核醫診療(1)

核子反應器核心周圍的低能量中子會引起核反應。下列何者為( n, p )反應?

A¹¹²Sn→¹¹³Sn
B¹⁴N→¹⁴C
C⁹⁸Mo→⁹⁹Mo
D¹¹¹Cd→¹¹¹In

詳細解析

本題觀念:

(n, p) 核反應是指中子(n)轟擊靶核後,**射出一個質子(p)**的核反應。反應後原子序(Z)減少 1,質量數(A)不變。本題考查識別哪一個選項符合此反應特徵。

選項分析

反應規則:

  • (n, p) 反應:ZAX+nZ1AY+p^A_Z X + n \rightarrow ^A_{Z-1} Y + p
  • 質量數 A 不變(中子進、質子出,各為質量數 1)
  • 原子序 Z 減少 1

(A) 112Sn113Sn^{112}\text{Sn} \rightarrow ^{113}\text{Sn} 質量數從 112 → 113(增加 1),且同為 Sn(Z 不變),這不是 (n,p) 反應,符合 (n,γ) 中子捕獲反應的特徵。此選項錯誤。

(B) 14N14C^{14}\text{N} \rightarrow ^{14}\text{C}

  • 質量數:14 → 14(不變 ✓)
  • 元素:N(Z=7)→ C(Z=6)(Z 減少 1 ✓)
  • 符合 (n,p) 反應:714N+n614C+p^{14}_7\text{N} + n \rightarrow ^{14}_6\text{C} + p

這是自然界中最重要的 (n,p) 反應之一,宇宙射線中的熱中子與大氣中的 14N^{14}\text{N} 反應產生 14C^{14}\text{C},是放

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