專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全104 年第 72 題單選題
「石墨式核反應器」中的石墨，是作為核反應器的何種作用？
D正確答案
石墨在核反應器中作為「緩和劑」(moderator)，用來把快中子減速為熱中子，提高分裂機率。
為什麼答案是 D
緩和劑（moderator）負責讓快中子與輕原子核彈性碰撞而減速成熱中子，提高 U-235 分裂機率。石墨（碳）原子量低、中子吸收截面小、減速效果好，是經典緩和劑（如英國 Magnox、車諾比 RBMK 反應爐）。
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完整詳解
Pro · 無限重點 石墨在核反應器中作為「緩和劑」(moderator)，用來把快中子減速為熱中子，提高分裂機率。
看到「石墨」「重水」「輕水」這三個關鍵字 → 第一直覺就是『緩和劑』。
逐選項分析
A✕
冷卻劑是用來帶走反應爐熱量的物質，常見有水、重水、液態鈉、二氧化碳氣體等。石墨是固體結構材料，無法循環帶走熱量，不是冷卻劑。
B✕
屏蔽材料用於阻擋輻射外洩，常用混凝土、鉛、鋼板、含硼水。石墨對中子和γ射線屏蔽效果不佳，不是反應爐主要屏蔽材料。
C✕ 陷阱
中子毒素（neutron poison）是會大量吸收中子、抑制反應的物質，例如硼、鎘、銀銦鎘控制棒。石墨的中子吸收截面極小，剛好相反，所以才能當緩和劑而非毒素。
D✓ 正確
緩和劑（moderator）負責讓快中子與輕原子核彈性碰撞而減速成熱中子，提高 U-235 分裂機率。石墨（碳）原子量低、中子吸收截面小、減速效果好，是經典緩和劑（如英國 Magnox、車諾比 RBMK 反應爐）。
核反應器四大材料功能對照
| 材料類別 | 功能 | 常見物質 | 關鍵特性 |
|---|
| 緩和劑 Moderator | 讓快中子減速為熱中子 | 石墨、輕水、重水 | 原子量小、吸收截面小 |
| 冷卻劑 Coolant | 帶走反應爐產生的熱 | 水、重水、液態鈉、CO₂ | 高比熱、循環流動 |
| 控制棒/中子毒素 | 吸收中子，控制反應速率 | 硼、鎘、銀銦鎘、氙-135 | 中子吸收截面大 |
| 屏蔽材料 Shielding | 阻擋輻射外洩 | 混凝土、鉛、鋼、含硼水 | 高密度或含氫 |
最大陷阱是 C「中子毒素」。緩和劑與中子毒素在「中子吸收截面」的需求上完全相反：緩和劑要小（不能吸中子才能讓中子持續減速），毒素要大（要吃掉中子才能煞車）。石墨吸收截面小，正是當緩和劑的條件。 
