106年:醫物幅安(1)

有一點中子射源每秒發射 5×10⁸個中子,則距此射源 60 cm 處的中子通量率約為多少( cm⁻² s⁻¹)?

A1.1×10⁴
B2.2×10⁴
C4.4×10⁴
D8.8×10⁴

詳細解析

本題觀念:

點射源(point source)的中子通量率(neutron fluence rate, φ)計算,依據球面幾何的逆平方定律(inverse square law),公式為:

ϕ=S4πr2\phi = \frac{S}{4\pi r^2}

其中 SS 為射源強度(每秒發射中子數),rr 為距射源的距離,4πr24\pi r^2 為對應半徑球面的表面積。

選項分析

計算過程:

已知條件:

  • S=5×108S = 5 \times 10^8 n/s
  • r=60r = 60 cm

代入公式: ϕ=5×1084π×(60)2\phi = \frac{5 \times 10^8}{4\pi \times (60)^2}

=5×1084×3.14159×3600= \frac{5 \times 10^8}{4 \times 3.14159 \times 3600}

=5×10845,239= \frac{5 \times 10^8}{45,239}

1.105×104 cm2s1\approx 1.105 \times 10^4 \text{ cm}^{-2} \text{s}^{-1}

(A) 1.1×1041.1 \times 10^4 → 正確,與計算結果吻合

(B) 2.2×1042.2 \times 10^4 → 偏高約 2 倍,可能是誤用 r=60/2r = 60/\sqrt{2} 或計算錯誤

**(C) $4.4 \times 10^

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