申論 1某一核廢料處置前以純鍺偵檢器測量，發現其中兩個分裂產物137Cs 與134Cs 之活性比例為1：0.01。假設此一核廢料離開核反應爐心時，137Cs 與134Cs 兩種分裂產物核種數目相同，請問此一核廢料離開核反應爐心已經有多少時間了？（20 分）137Cs 半衰期為11000 d (30.12 y)，134Cs 半衰期為750 d (2.53 y)。
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申論 2下列核子反應中10B(n, α)7Li，請問此一反應所產生能量為若干（以MeV 為單位）？（10 分）鋰離子於核反應後為激發態，並發射一個瞬發加馬射線，其能量為0.367 MeV，請問所產生之阿爾發粒子與鋰離子分別之能量各為多少MeV？（10 分）假設各個粒子之靜止質量為M(1n) = 1.008665u；M(10B) = 10.012937u；M(7Li) = 7.016004u；M(4He) = 4.002603u其中1u = 1.6605402×10-27 kg；電子電量e = 1.602176487×10-19 C；電子伏特eV = 1.602176487×10-19 J；真空光速c = 299792458 m s-1。
申論 3鈾離子常為四價或六價，請寫出鈾原子之電子組態？（5 分）請亦寫出四價及六價鈾離子之電子組態，並解釋為何鈾離子多為四價或六價？（10 分）鈾之原子序為92 其它鄰近元素如Rn(86), Fr(87), Ra(88), Ac(89), Th(90), Pa(91),Np(93), Pu(94), Am(95)，括弧內數字為原子序。其中Rn 之電子組態為1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p6鈾原料俗稱黃餅，其化學成分為UO，請問其中三個鈾離子之價數分別應該如何指定？（5 分）
申論 4有一個中子由核反應中溢出此核反應器之溫度為200℃，假設此中子最可能之能量En = kT，其中k 為波茲曼常數k = 1.38×10-23 J/K，請問此中子之能量En 為何（請BBB以eV 表示之）？（5 分）並請計算該中子之波長？（5 分）我們將此能量之中子經中子束引出爐心，從事做中子繞射。若此一中子與矽晶片(111)面做中子繞射，則其繞射角度θ 應該多少？（10 分）矽晶之晶格常數a = 0.5432 nm, (111)面之晶格間距（lattice spacing）d= a/(h2+k2+l2)1/2。hkl真空光速c = 299792458 m s-1；普郎克常數h = 6.62606896×10-34 J．s；亞佛加德羅常數為6.02×1023。
申論 5一個5 MeV 阿爾發粒子與一個0.1 MeV 之光子，穿過一片厚度為0.01 mm 之鋁片。請問穿透鋁片後之阿爾發粒子與光子之能量分別為多少？（20 分）假設此一鋁片對於5 MeV 阿爾發粒子之阻擋本領（stopping power），-dE/dx，為一定值120 MeV cm2/g，鋁的密度2.7 g/cm3；對於能量為0.1 MeV 之光子，鋁的線性衰減係數（linear attenuation coefficient）為0.432 cm-1。