申論 1一個樣品內最初僅含有活度為1 Ci（居里）的放射性元素X（t = 13.86 days），11/2其並衰變成放射性元素X（t = 6.93 days）。試求需要多少時間，該放射性元素X21/22的活度將達到其最大值，又該最大活度的值（以Bq的單位表示）為何？（10 分）
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弱點分析
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申論 2假設2 MeV光子入射於鉛（Pb208）內的成對發生截面（pair-production cross sectionσ）為1 b。依此，試估算10 MeV光子入射於鈾-238 內的成對發生截面值。（5 分）pp
申論 3提供數據如下：cross section (b) D2 O16σ 4.7 4.2sσ 0.00050a重水（DO ）的密度為1.1 g/cm，亞佛加厥常數（Avogadro number ）為0.602217×1024 #/mole，原子質量單位（amu）為1.6605×10-27 kg。假設在質心系統（CM system）中，D 和O 皆與中子（質量數為1）進行均向彈性散射（isotropically and elastically scattered），已知入射能量為E的中子與質量數為A 的單一原子核（single nucleus）進行均向彈性散射的平均能量損失Δ E為ΔE=11(−α)E，其中α 為碰撞參數（collision parameter），其對應的平均對數能減或停頓增值（lethargygain）為αξ=1+lnα。1−α㈠試求DO的緩和比（moderating (effectiveness) ratio）以及減能本領（moderation poweror slowing down power）。（12 分）㈡試求在DO緩和劑內，具有2 MeV的中子平均需要與DO要進行幾次的彈性散射才能減能至0.0253 eV。（8 分）年公務人員高等考試三級考試試題代號：類 科： 核子工程科 目： 核工原理
申論 4取決於核反應器的爐心設計，由於緩和劑內任何的變化將導致其反應度（reactivitycoefficient，α ）可能為正亦可能為負。基本上，核反應器爐心內的有效增殖因數T（effective multiplication factor，k）隨緩和劑（例如HO）相對於燃料的原子密度eff2比值（NN）的變化情形如附圖所示。對於一個核子工程師而言，為了安全設MF計與運轉核反應器，你希望核反應器爐心的k隨NN的變化情形應該落在那effHF一區？並試解釋之。（10 分）keffNNM F
申論 5一個強度為Sneutrons/sec 的均向點中子源置於一個半徑為R的球中心，該球的介質為擴散緩和的非增殖物質（diffusing, moderating, non-multiplying medium）所組成。試證來自中子源的中子在該球內被吸收的機率P為 （10 分）a(R+d)P=1−。aR+dLsinh()L其中，∇2對球體座標（假設與角度無關）的展開式為1∂∂∂22∂∇2=(r2)=+。r2∂r∂r∂r2r∂r
申論 6假設某一輕水式核反應器的熱中子利用因數（thermal utilization，f ）為0.92，爐心初始的有效增殖因數為1.0621，試問該引入濃度為多少ppm 的硼，方可當移出所有的控制棒，該核反應器仍維持在臨界狀態（即 k=.10000）。（20 分）eff提供的數據： 硼的原子量 M= 10.8 g/mole；B水的分子量 M= 18 g/mole；HOσB=σHO=在熱中子能區， 759b ， 2 0.66b 。aa
申論 7解釋名詞：㈠Čeronkov radiation（5 分）㈡specific ionization（5 分）㈢thermal disadvantage factor（5 分）㈣common control rod methods and materials used in commercial BWR and PWR（10 分）