下列何者是最佳的中子緩速物質？

本題觀念：

中子緩速（neutron moderation）是指利用材料使快中子（fast neutrons）減速為熱中子（thermal neutrons）的過程。最佳的緩速物質需具備：(1) 與中子質量相近的核子（使彈性碰撞中能量傳遞最大）；(2) 大的散射截面（scattering cross-section）；(3) 低的吸收截面（absorption cross-section）。水（$\text{H}_2\text{O}$）中的氫原子質量幾乎與中子相同，是最符合上述條件的實用材料。

選項分析

(A) 鉛（Lead, Pb） 鉛的原子質量數 $A = 207$，遠大於中子（$A \approx 1$），如同乒乓球撞保齡球，每次碰撞傳遞的能量極少。且鉛主要用於屏蔽 γ 射線，而非緩速中子。❌ 不適合作為緩速物質。

(B) 銅（Copper, Cu） 銅的原子質量數 $A = 63$，同樣遠大於中子，緩速效果極差。❌

(C) 空氣（Air） 空氣密度極低，中子與空氣分子的碰撞機率太小，緩速效果可忽略不計。❌

(D) 水（Water, $\text{H}_2\text{O}$） 水中的氫原子（$^1\text{H}$）質量數 $A = 1$，與中子質量幾乎相等，一次頭部正面碰撞即可將中子的全部動能轉移給氫原子核（

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