專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全114 年第 59 題單選題
中子不帶電，與物質作用不受外圍電子影響，可直接與原子核發生作用。假設E為入射中子能量，考量中子與氫發生彈性碰撞，不同原子核偏移角度對應之中子損失能量不同，則其最大能量轉移為多少？
B正確答案
中子與氫核(質量近乎相等)正面彈性碰撞時,可將全部動能傳給氫核,最大能量轉移為 E。
為什麼答案是 B
正確。中子與氫核質量近乎相同,正面彈性碰撞時全部能量可轉移,最大值為 E。
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完整詳解
Pro · 無限重點 中子與氫核(質量近乎相等)正面彈性碰撞時,可將全部動能傳給氫核,最大能量轉移為 E。
1. 彈性碰撞中,質量 $m_1$ 的入射粒子撞質量 $m_2$ 的靜止粒子,最大能量轉移比為 $\frac{4m_1 m_2}{(m_1+m_2)^2}$。
2. 中子與氫核質量幾乎相等 ($m_1 \approx m_2$)。
3. 代入得 $\frac{4m^2}{(2m)^2} = 1$,即 100% 能量可被轉移。
4. 因此最大能量轉移 = $E$。
逐選項分析
A✕
錯誤。能量守恆下不可能轉移超過入射能量 $E$,$2E$ 違反物理。
B✓ 正確
正確。中子與氫核質量近乎相同,正面彈性碰撞時全部能量可轉移,最大值為 $E$。
C✕
錯誤。$E/2$ 為平均能量轉移(均勻角分布下),非最大值。
D✕
錯誤。$E/4$ 對應質量比較大的核,如 $m_2=3m_1$ 時的最大轉移,不適用於氫。
勿混淆「平均能量損失($E/2$)」與「最大能量轉移($E$)」;只有質量相等時才能 100% 轉移。 
