107 學年度學科能力測驗自然考科 第 37 題

財團法人大學入學考試中心基金會

核能可由核分裂及核融(熔)合兩種反應方式產生。核分裂技術已成熟而被廣泛使用,例如核能發電,但萬一產生意外引起核輻射外洩,則後果嚴重。兩個質量較小的原子核融合成一個質量較大的原子核時稱為核融合,例如氘、氚原子核融合成氦原子核,核融合釋出的巨大能量成為最具有潛力的清潔能源,為人類未來永久解決能源匱乏希望所寄,許多國家正極力研究發展中。

除了如上所述人類利用核能作為能源外,有些生物也因為核能,發展出其特殊的適應現象,特別是核反應所釋出的γ射線。驚人的發現發生在1991年,當俄國車諾比核子事件發生後的第五年,科學家發現:高於放射線背景值500倍的環境中,新型隱球菌(\textit{Cryptococcus neoformans})這種單細胞酵母菌型的真菌仍可以生存。不只如此,此菌還可以成長,快速累積醋酸鹽的含量。實驗操作時,有兩種品系的真菌,其中一種新型隱球菌有特殊黑色素介入其電子傳遞鏈,野生型隱球菌則無。將此兩品系真菌的細胞暴露於500倍的放射性劑量下20~40分鐘,比較其NADH氧化後的電子傳遞速率。結果有「黑色素介入」的電子傳遞速率是「沒有黑色素介入」的3~4倍。另外,針對有黑色素介入的品系,比較照射γ射線與只有背景輻射下的電子傳遞速率,也發現有γ射線時電子傳遞速率也比只有背景輻射下高出許多。

若某地核能電廠的反應爐發生嚴重意外事故,且情況有擴大之虞,則專家會建議對電廠噴灑硼砂,以阻止反應爐的核反應繼續進行。已知硼可經由下列反應降低核反應產生的熱中子數目:

{}^{10}_{5}\mathrm{B}\ +\ {}^{\mathrm{b}}_{\mathrm{a}}\mathrm{n}\ \rightarrow\ {}^{11}_{\mathrm{c}}\mathrm{B}
{}^{11}_{\mathrm{c}}\mathrm{B}\ \rightarrow\ \mathrm{x}\,{}^{7}_{3}\mathrm{Li}\ +\ \mathrm{y}\,\alpha

有關上列反應式中的a、b、c以及x、y,哪些正確?

甲:a=1 乙:b=1 丙:c=4 丁:x=1 戊:y=2

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