輻射應用與安全防護 申論題歷屆試題與參考架構
高考三級，民國 113～115 年共 3 份試卷、16 題，其中 11 題附參考答題架構。考這一科的類科：輻射安全。本頁列出歷年全部題目，參考架構只列開頭的「破題」，完整的答題架構、關鍵字與作答提醒請到站內查看。
115 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
222 86 Rn 是一種致癌物，對於肺部的損傷主要來自於子核放出的高能α。84 Po X 的 核 反 應 式 、 完 成Rn 衰 變 系 列 如 下 表 所 示 。 請 完 成 218 Bi Y 的核反應式及決定每個 218 84 Po ，X， 83 Bi ，Y 產生的α粒子潛能（potential alpha energy）分別為多少 MeV。（核反應式標明核種及游離輻射產物的上下標） （20 分）母核 子核 半衰期 衰變能量86 Rn 84 Po 3.82 天 5.59 MeV 84 Po 3.05 min 6.00 MeV 83 Bi 26.8 min 1.03 MeV 83 Bi 19.9 min 3.26 MeV 82 Pb 164 μs 7.69 MeV
（20 分）
本題含圖表或公式，請對照原卷 PDF。
- 2
（一）康普吞效應中，散射光子的能量 E’與入射光子的能量 E 之間的關係為E’= E 。說明 與 的意義。（說明中若用到其他符號，[1 （1 cos )]請說明該符號的意思）（5 分）
（二）進行 X 光攝影室主防護屏蔽設計時，會先計算 K 值，再經由 K 對於Pd2不同屏蔽厚度的衰減曲線，選擇適當的屏蔽厚度。公式 K 。W U T若每天工作 5 天，X 光機每天進行 40 張胸部攝影（平均攝影條件為80 k Vp ，15 mAs）及 60 張胸部攝影（平均攝影條件為 100 k Vp ，60 mAs），計算此 X 光機的工作負荷 W 值。（列出計算步驟）（5 分）
（10 分）
- 3
胸部健檢 X 光攝影時會使用準直儀（collimator）和柵板（grid），說明準直儀和柵板的功能分別為何？以及準直儀和柵板對病人的吸收劑量各有何影響？（10 分）
（10 分）
參考架構・破題
本題考胸部攝影中兩個最基本的射束控制元件。準直儀位於射束出口端，用來「限範圍」；柵板位於影像接收端，用來「濾散射」。兩者都是為了提高影像品質，但對病人吸收劑量的影響方向相反：準直儀降低劑量，柵板增加劑量，這組對比就是本題的得分核心。
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- 4
利用熱電效應，將密封的 210 Po 產生的熱能轉換為電能，可做為太空火箭上小型發報機的電源。 210 Po 的半衰期為 138.4 天，1 個 210 Po 原子產生的熱能為 5.4MeV，熱能轉換為電能的效率為 20%。若該發報機在開始發報 1 年後仍須供電 100 W，在開始發報時，需要多少居里的 210 Po ？相當於多少個 210 Po 原子？（列出計算步驟）（10 分）
（10 分）
參考架構・破題
這是典型的「由末端需求逆推初始活度」計算題。解題順序固定為：電功率除以轉換效率得熱功率，熱功率除以每次衰變能量得所需活度，再用衰變定律回推一年前的初始活度，最後分別換算成居里與原子數。務必逐步列式、標明單位。
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- 5
一般診斷 X 光機產生的 X 光能譜同時包括制動輻射及特性輻射。說明特性輻射是如何產生的？特性輻射能量主要是由何決定？制動輻射的最大能量主要是由何決定？掃描參數 mAs，是控制什麼的物理量？對於病人的吸收劑量有何影響？（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
本題把診斷用 X 光機的能譜拆成四個問：特性輻射的產生機制、特性輻射能量的決定因素、制動輻射最大能量的決定因素、以及 mAs 控制什麼物理量。核心觀念一句話講完：能量（品質）由管電壓與靶材決定，數量由管電流與時間決定，病人劑量與數量近似正比。
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- 6
（一）位於新竹財團法人國家同步輻射研究中心的同步輻射光源是如何產生的？（5 分）
（二）同步輻射光源具有那些特性（5 分）？
（三）若同步輻射光源的最高能量為 3.0 GeV，則最短波長為多少 m？（ h 6.63 1034 J s）（5 分）
（15 分）
- 7
核能發電是利用核能來發電，說明什麼是核分裂鏈反應、臨界狀態及控制棒（control rods）的功能為何？（15 分）
（15 分）
參考架構・破題
本題三個子題其實是一條邏輯線：核分裂可以自續的條件（鏈反應）、剛好自續且功率穩定的狀態（臨界）、以及把這個狀態維持在操作者手上的手段（控制棒）。答題時以有效倍增因數 k 貫穿三問，架構最清楚。
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114 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
請說明 ICRP 103 號報告中對輻射劑量管制，有何建議及規範？（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
ICRP 第 103 號報告（2007 年建議書）取代第 60 號報告，是現行輻射防護體系的骨幹。答題主軸應放在它建立的三層結構：三項防護原則、三種曝露情況、三類曝露對象，並以劑量限度、劑量約束與參考程度三種「劑量管制工具」的分工收尾。
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- 2
請說明可發生游離輻射設備如何應用於手術中放射治療？並描述術中患者與輻射工作人員之輻射防護。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
術中放射治療（IORT）的特點是「手術室內、單次大劑量、直接照射腫瘤床」。本題要先交代可發生游離輻射設備（移動式直線加速器的電子射束、低能量 X 光球管）如何用於術中照射，再分別從病人與工作人員兩個角度談防護，重點在「照射當下人員不在場、以及手術室本身的屏蔽與管制」。
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- 3
請說明在獸醫院 X 光檢診設備中，欲進行小動物照影，其 X 光球管管電壓（kVp）參數的設定值通常較低，其原因為何？（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
本題表面問獸醫 X 光的技術設定，實質考的是管電壓（kVp）的兩個物理意義：穿透力與影像對比。小動物體厚薄、軟組織與骨骼的細節需求高，因此「低 kVp 已足夠穿透、且能取得較大的主體對比」，這就是答案主幹。
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- 4
請描述小型模組化反應器（Small Modular Reactor）之特性，其與傳統反應器相比有何優缺點？（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
小型模組化反應器（SMR）通常指單一模組電功率三百百萬瓦（MWe）以下、以工廠模組化製造並運至現場組裝的反應器。答題應先列特性，再以「經濟、安全、場址彈性、廢棄物與燃料、法規與產業成熟度」幾個軸向對照傳統大型機組的優缺點，避免寫成單方面推銷。
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113 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
請根據游離輻射防護法及相關法規定義下列名詞：（每小題 5 分，共 20 分）
（一）約定有效劑量
（二）天然放射性物質
（三）關鍵群體
（四）核子反應器設施
（20 分）
參考架構・破題
四個小題都是名詞解釋，給分看「定義是否完整、是否寫出要件」。寫法建議每題三段：先給法規上的定義句，再補要件或計算要素，最後一句講管制上的用途，避免只寫一行。相關定義主要見於游離輻射防護法第二條，核子反應器部分見核子反應器設施管制法。
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- 2
某間胸部專用 X 光攝影室，每次病患照射時，主射束距離 X 光管球 1 公尺處的平均空氣克馬為 1.2 mGy，此攝影室每天照射 50 位病患，主屏蔽後方的劑量管制點距離 X 光管球 3 公尺，其為非管制區的走道，請根據NCRP-147 號報告，詳細說明屏蔽計算所需的參數，並計算上述主屏蔽所需的穿透因數（transmission factor）。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
本題是 NCRP 第 147 號報告主屏蔽計算的標準題型：先交代公式中每一個參數的物理意義與取值依據，再把題目數據代入求穿透因數。公式核心為「屏蔽後管制點的週劑量不得超過屏蔽設計目標」，穿透因數即未屏蔽劑量與設計目標的比值。
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- 3
攝入 Cs-137 後會均勻分布於體內，其中 10%攝入活度的生物半衰期為 2天、90%攝入活度的生物半衰期為 110 天、Cs-137 的物理半衰期為 30年，參考人的體重為 70 kg，Cs-137 每次衰變會沉積 0.440 MeV 於體內，請計算輻射工作人員攝入 Cs-137 的年攝入限度（Annual Limit of Intake, ALI）為多少 Bq。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
年攝入限度（ALI）的定義是「使輻射工作人員的約定有效劑量剛好等於年劑量限度的攝入活度」。本題給了雙區間生物半衰期與每次衰變沉積能量，解題路線固定為：算有效半衰期，算每單位攝入的總衰變數，乘以每次衰變能量得總沉積能量，除以體重得吸收劑量，再換算為約定有效劑量，最後以年劑量限度相除。
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- 4
請說明 I-131 在核子醫學診斷與治療中的應用與原理。（5 分）在可操作I-131 非密封放射性物質的作業場所中，需要具備那些輻射防護相關的設備與措施？（10 分）
（15 分）
- 5
我們常用 CT dose index（CTDI）與 dose length product（DLP）代表病人接受電腦斷層檢查的劑量，請說明 CTDI volume 與 DLP 的量測方式與計算方式，（10 分）並詳述何謂診斷參考水平（diagnostic reference level） ，與其在醫療輻射防護上的意義。（5 分）
（15 分）
題目來源：考選部考畢試題查詢平臺（政府資訊公開資料）；參考架構為本站自撰，僅供準備方向參考，非官方標準答案。最後更新：。