專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全110 年第 57 題單選題
某一輻射偵檢器的核心含有 $^{10}\mathrm{B}$ 或 ${}^{6}\mathrm{Li}$ 同位素,則該偵檢器最可能用於偵測下列何種輻射?
A$\alpha$ 粒子
Bβ粒子
Cγ射線
D中子正確答案
D正確答案
10B、6Li 都是高中子吸收截面同位素,透過(n,α)反應偵測中子,是中子偵檢器核心材料。
為什麼答案是 D
10B(n,α)7Li 與 6Li(n,α)3H 反應對熱中子吸收截面極大,可將不帶電中子轉換成可偵測的帶電粒子(α),是中子偵檢器的核心原理。
載入中…
完整詳解
Pro · 無限重點 10B、6Li 都是高中子吸收截面同位素,透過(n,α)反應偵測中子,是中子偵檢器核心材料。
看到 10B 或 6Li → 直接想「中子偵檢」,這是中子偵檢器的招牌材料。
逐選項分析
A✕
α粒子射程極短、穿透力弱,偵測通常用薄窗口閃爍體或表面偵檢器,不需要 10B/6Li 這類中子吸收材料。選項與材料特性無關。
B✕
β粒子為帶電粒子,常用 GM 計數器或塑膠閃爍體偵測,與 10B/6Li 的中子捕獲特性無關,故非本題答案。
C✕ 陷阱
γ射線偵測常用高原子序材料(如 NaI、Ge、BGO)以提高光電效應機率。10B/6Li 原子序低,不利γ偵測,是易混淆的陷阱選項。
D✓ 正確
10B(n,α)7Li 與 6Li(n,α)3H 反應對熱中子吸收截面極大,可將不帶電中子轉換成可偵測的帶電粒子(α),是中子偵檢器的核心原理。
輻射偵檢器常見核心材料
| 偵測對象 | 代表材料 | 原理 | 備註 |
|---|
| 中子 | 10B、6Li、3He | (n,α)轉換反應 | 本題重點 |
| γ射線 | NaI、Ge、BGO | 光電/康普頓 | 高原子序佳 |
| α/β | ZnS、塑膠閃爍體、GM | 電離效應 | 薄窗口 |
考生易把「核心含特殊同位素」聯想成γ偵測。但10B、6Li屬低原子序輕核,重點是其超高中子吸收截面與(n,α)反應,是中子偵檢器專用材料,與γ偵測的高原子序需求恰好相反。