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108年公務人員高等考試三級考試試題
類科：
核子工程
科目：
核工原理
考試時間：2小時 座號：
※注意： 可以使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
代號：27070
頁次：2
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一、從實務應用之觀點：（每小題 10 分，共 20 分）
說明研究用反應器與發電用反應器爐心最佳化設計目標之特色。
請將兩者爐心技術規格之差異依下列格式作答於申論試卷上，否則不
予計分。
燃料 冷卻劑 最高中子
通量範疇 額定功率
範疇
濃縮度 化合物 溫度 壓力 n‧cm-2s-1 MW
研究用途
發電用途
二、請解釋
K∞、
Keff及
Keff/K∞之意涵，並寫出
四因子公式（four-factor
formula）及
各因子之物理意義。（
～
子題各 3分，
子題 8分，
共20 分）
三、請回答下列問題：
列舉中子與原子核作用之三種截面（cross section）。（5分）
以U-235 為例說明在分裂快中子與熱中子能譜間，中子與 U-235 原子
核作用總截面與中子能量之依存關係。（5分）
說明核反應截面積（Nuclear reaction cross section）之督普勒效應
（Doppler Effect）。（5分）
並以壓水式反應器為例，說明督普勒效應與核反應器運轉之關係。（10 分）
四、請說明：
核融合與核分裂等核反應釋出能量之機制。（5分）
可控制的核分裂連鎖反應（chain reaction）之條件。（5分）
假設一個反應爐，爐心平均熱功率密度為 100kW/Litter、核燃料每個
核分裂反應平均釋出 200MeV 能量（1MeV=1.6x10-13 J），燃料密度為
10g/cc，U-235 濃縮度為 5%，U-235 之分裂截面積為 500barns，請問
爐心之平均中子通量？（10 分）
以上述爐心平均功率運轉 100 天，假設爐心燃料平均密度為 2g/cc，請
問燃料之平均燃耗（MWD/MT）為多少？（5分）
代號：27070
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五、請說明下列與中子作用相關材料特性之定義及物理意義：（每小題 2分，
共10 分）
Mean free path
Diffusion Length
Slowing Down Length
Migration Length
在均質反應爐心之設計，上述
、
、
三種特性，何者與臨界體積
大小之關係最密切？