中子產生及屏蔽 - 社會議題

By Enid
at 2008-06-09T00:00

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試說明中子(neutron)產生的來源及其屏蔽與防護原則。
這是96年關務特考輻射安全技術工程考題，希望對輻防知識豐富的前輩或老師幫忙解答，謝謝

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By Puput
at 2008-06-11T16:33

天然放射性物質，產生中子的情形極少，在人工放射
或者原子核分裂裡，就常有中子產生。前面我們已經說過
，中子的質量與質子相若，而且不帶電荷，進入物質後，
不受物質店場的作用，很容易進入原子結構，所以說中子
得穿透力很強。中子直接使物質產生游離的能力很低，全
靠中子與物質發生作用，產生帶電粒子以後，才能產生多
量的游離作用。因此我們常把中子歸屬於間接游離粒子
（indirectly ionizing particles）。
由於中子能進入原子核內部，常因此改變了原子核的
能階狀態，使原子核發生蛻變，或使原子核分裂。有些原
子在分裂的時候又產生新的中子，再使其他的原子分裂，
造成了所謂鏈反應（chain reaction），使在極短的時間
裡，產生了極大的能量，這就是核武器作用的原理。假如
我們能控制中子產生的速度，就可以控制核反應的速度，
使大量能量不要集中在一個非常短的時間裡釋放，這就是
核反應器的原理。自由中子能存在的時間平均只有十幾分
鐘，然後就分裂為質子、電子及反微中子。
中子之屏蔽，
以含氫多支物質（水、塑膠、石蠟等）最宜，石墨（碳）
亦為常用者，水泥亦為中子之優良屏蔽，且堅固、便宜，
可作成各種形狀或大小，亦可有效屏蔽中子所附帶產生的
γ射線。至於各種屏蔽之厚度，除取決於該屏蔽物質之密
度外，上與所屏蔽輻射之能量有關。將輻射強度減弱一半
所需之厚度，稱為半值厚度，常用屏蔽物質之半值厚度，
均可在有關手冊之圖表中查得，使用一個半值厚度，可將
輻射強度減弱一半，如用三個半值厚度，則將減弱為八分
之一。
體外暴露之防護原則
（一）時間：
盡量縮短暴露時間：如久留於輻射場中，則所受照射
必多，從事輻射工作者，應事先明瞭工作要領，熟記工作
步驟，並熟練工作技巧，必要時得在非放射性的類似狀況
下演習，務其使用最短時間，以順利圓滿完成工作，或集
多人少暴露以代替一人大量暴露。
（二）距離：
盡量遠離輻射：輻射場之強度，隨與輻射源之距離之
增加而急遽降低。γ及中子均有反平方比之關係，及距離
加倍則強度將減弱四倍。β則減弱更甚。至於α或將會完
全消失矣。故工作時應注意盡可能遠離輻射源，多靠近一
寸說不定就平白地接受了甚多不必要的照射。尤其於操持
射源時，更應注意盡量使用長柄工具，需知即令射源極為
微弱，如與之直接接觸，則距離為零，理論上其強度亦將
趨於無窮大矣。
體內暴露之防護
（一）放射性物質侵入體內之途徑及其防護法：
1.途徑
（1）吃入：俗云病從口入，如手或食物上，飲料內沾
有放射性物質，即可能將其吃入體內。
（2）吸入：空氣中如污染有放射性物質之塵粒、氣體
、蒸汽或煙霧，即會吸入體內。
（3）經由外傷傷口侵入：如帶有外傷，尚處理鬆散放
射性物質，或工作於空氣污
染區域內，或於平時工作中
不小心被附有放射性物質之
工具或物料刮傷，則放射性
物質即經由傷口侵入人體，
其不溶性，尚祇聚集於局部
，但可溶性者，則即由血液
帶往全身，可能迅速被吸收
。
（4）經由無外傷之皮膚吸收：皮膚有孔，兼有呼吸及
排泄作用，某些放射性
物質（如氚、碘等）可
經由毛孔侵入人體。
2.防護法：
避免在可能有鬆散放射性物質污染之區域內飲食吸煙
，並於工作後及飯前洗手，即可防止吃入，如有外傷，不
在污染區工作，並不從事涉有鬆散放射性物質之工作，平
日工作時必戴手套，即可防止經由傷口侵入。至於防止吸
入及經由完整皮膚吸收，則需於適當時機戴面具與穿塑膠
衣。

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