106年:醫物幅安(1)
核子事故現場潑灑硼砂,其最主要功能為何?
A吸收熱中子
B吸收快中子
C減速熱中子
D減速快中子
詳細解析
本題觀念:
硼(boron)的同位素 B 具有極高的熱中子(thermal neutron)吸收截面(約 3840 barns),遠高於其他大多數元素。核子事故現場潑灑硼砂(borax,),目的是利用硼吸收連鎖反應中的熱中子,以抑制核分裂連鎖反應(chain reaction)。熱中子才是維持核分裂連鎖反應的主要媒介,而硼的高截面正是針對熱中子,非快中子。
選項分析
(A) 吸收熱中子:B 對熱中子(能量 < 0.5 eV,約 0.025 eV)的吸收截面高達 3838 barns,透過 B(n,α)Li 反應將熱中子捕獲並轉化為無害的氦核(α粒子)和鋰核。熱中子是維持鏈式反應的關鍵,吸收熱中子可使反應爐減速或停堆。✓ 正確
(B) 吸收快中子:快中子(能量 > 1 keV)的硼吸收截面極低(約 0.005 barns),硼砂無法有效吸收快中子。快中子需先被水、石墨等慢化劑減速為熱中子後,才能被硼捕獲。✗ 錯誤
(C) 減速熱中子:熱中子已是慢化完成的低能中子,不需要再「減速」。減速(moderating)的作用對象是快中子,且減速靠彈性碰撞(如氫核
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