民國115年 高考三級 輻射安全 輻射應用與安全防護
第1題
222 86Rn是一種致癌物，對於肺部的損傷主要來自於子核放出的高能α。 86Rn 衰變系列如下表所示。請完成218 84Po X 的核反應式、完成 83Bi…
題目
222 86Rn是一種致癌物，對於肺部的損傷主要來自於子核放出的高能α。 86Rn 衰變系列如下表所示。請完成218 84Po X 的核反應式、完成 83Bi Y 的核反應式及決定每個218 84Po，X，214 83Bi，Y 產生的α粒子潛能 （potential alpha energy）分別為多少MeV。（核反應式標明核種及游離 輻射產物的上下標）（20 分） 母核 子核 半衰期 衰變能量 86Rn 84Po 3.82 天 5.59 MeV 84Po ܺ 3.05 min 6.00 MeV ܺ 83Bi 26.8 min 1.03 MeV 83Bi ܻ 19.9 min 3.26 MeV ܻ 82Pb 164 μs 7.69 MeV
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、218Po→X的核反應式：222Rn經α衰變生成218Po後，218Po再放出α粒子，反應式為 218/84 Po → 214/82 Pb ＋ 4/2 He ＋ Q（6.00 MeV）。α衰變使質量數減4、原子序減2，故X為214Pb（鉛-214），其後以β−衰變生成214Bi。
- 二、214Bi→Y的核反應式：214/83 Bi → 214/84 Po ＋ β− ＋ ν̄e ＋ Q（3.26 MeV）。β−衰變中原子序加1、質量數不變，故Y為214Po；214Po再以α衰變生成210/82 Pb（7.69 MeV，164 μs）。表中1.03 MeV與3.26 MeV分別為214Pb、214Bi的β−最大能量，不屬於α輻射。
- 三、潛能α能量（potential alpha energy, PAE）之定義：指該核種自其本身起，經衰變系列至長半衰期210Pb為止，所釋出全部α粒子動能之總和，以MeV表示；β與γ能量不計入。此量用以評估吸入氡子核後沉積於呼吸道上皮的α劑量。
- 四、各核種PAE計算：218Po＝6.00＋7.69＝13.69 MeV；X（214Pb）本身為β放射體，僅計其後214Po的α，故為7.69 MeV；214Bi同為7.69 MeV；Y（214Po）為7.69 MeV。若自222Rn起算，則再加5.59 MeV，全鏈共約19.28 MeV。
- 五、應用與限制：工作場所α潛能濃度（PAEC）以μJ/m³或MeV/L表示（1 MeV/L約1.60×10⁻⁴ μJ/m³），並可換算工作水準（working level, WL；1 WL＝2.08×10⁻⁵ J/m³）。因218Po約占全鏈α能量七成，縮短暴露時間與加強通風換氣為主要防護手段。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。