某作業場所的中子場可近似分為熱中子與快中子兩群，使用小型及大型 Bonner 球於相同位置量測，屏蔽前、後的量測時間均為600 s，且計數均 已扣除背景。 ․小…

題目

某作業場所的中子場可近似分為熱中子與快中子兩群，使用小型及大型 Bonner 球於相同位置量測，屏蔽前、後的量測時間均為600 s，且計數均 已扣除背景。 ․小型Bonner 球對熱中子與快中子的平均反應係數分別為4.00 × 10-4及 0.500 × 10-4 count·cm2/n，屏蔽前、後計數分別為4300 及10040。 ․大型Bonner 球對熱中子與快中子的平均反應係數分別為1.00 × 10-4及 3.00 × 10-4 count·cm2/n，屏蔽前、後計數分別為2800 及2740。 ․同一受照組織對熱中子與快中子的通量至吸收劑量轉換係數分別為 10.0 及300 pGy·cm2/n，輻射加權因數分別為2 及10。 ․屏蔽前加馬射線劑量貢獻可忽略，屏蔽後另量得捕獲加馬射線 （neutron-capture gamma rays）吸收劑量為0.300 mGy。 假設屏蔽後輻射場穩定，且等價劑量與作業時間成正比，請回答下列問題： 分別計算屏蔽前、後於600 s 量測期間累積的熱中子與快中子通量， 以及該組織於屏蔽前、後的總等價劑量。若單次作業等價劑量不得超 過5.00 mSv，計算屏蔽後的最長作業時間。（18 分） 屏蔽後小型Bonner 球的計數明顯增加，但總等價劑量反而降低，說明 其原因。由射源側至人員側寫出中子吸收層、次級加馬屏蔽層及減速 層的合理排列順序。（7 分）

參考解答（AI 生成，非官方）

• 一、設屏蔽前熱中子通量φth、快中子通量φf（n cm^-2 s^-1）。小型球：4300/600=4.00×10^-4φth+0.500×10^-4φf；大型球：2800/600=1.00×10^-4φth+3.00×10^-4φf。解得φth=1.667×10^4、φf=1.000×10^4；600 s累積通量分別為1.000×10^7與6.000×10^6 n/cm2。
• 二、屏蔽後同理：10040/600=4.00×10^-4φth+0.500×10^-4φf；2740/600=1.00×10^-4φth+3.00×10^-4φf。解得φth=4.167×10^4、φf=1.333×10^3；600 s累積通量為2.500×10^7與8.000×10^5 n/cm2。
• 三、屏蔽前劑量率：熱中子1.667×10^4×10 pGy/s×2=0.333 μSv/s；快中子1.000×10^4×300 pGy/s×10=30.0 μSv/s；合計30.33 μSv/s，600 s累積18.2 mSv。
• 四、屏蔽後中子劑量率：熱中子4.167×10^4×10×2=0.833 μSv/s；快中子1.333×10^3×300×10=4.00 μSv/s；合計4.83 μSv/s，600 s為2.90 mSv。加捕獲加馬0.300 mGy（wR=1）即0.300 mSv，總計3.20 mSv。最長作業時間t=5.00/(3.20/600)=937.5 s≈15.6 min。
• 五、屏蔽後小型球計數增加，係因含氫減速材料把快中子減速，熱中子通量由1.667×10^4升至4.167×10^4 n cm^-2 s^-1，而小型球對熱中子反應係數較高；但快中子通量由1.000×10^4降至1.333×10^3，且快中子劑量轉換係數與wR遠高於熱中子，故總等價劑量反而下降。合理排列由射源側至人員側為：減速層→中子吸收層→次級加馬屏蔽層；先減速、再以硼或鎘吸收熱中子，最外層鉛衰減捕獲加馬。

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。

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