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106年 - 106 高等考試_三級_核子工程:原子物理#63443
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三、鈾離子常為四價或六價,請寫出鈾原子之電子組態?(5 分)請亦寫出四價及六價鈾 離子之電子組態,並解釋為何鈾離子多為四價或六價?(10 分) 鈾之原子序為 92 其它鄰近元素如 Rn(86), Fr(87), Ra(88), Ac(89), Th(90), Pa(91), Np(93), Pu(94), Am(95),括弧內數字為原子序。其中 Rn 之電子組態為 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
4s
2
3d
10
4p
6
5s
2
4d
10
5p
6
6s
2
4f
14
5d
10
6p
6
鈾原料俗稱黃餅,其化學成分為 U
3
O
8
,請問其中三個鈾離子之價數分別應該如何指 定?(5 分)
相關申論題
一、某一核廢料處置前以純鍺偵檢器測量,發現其中兩個分裂產物 137Cs 與 134Cs 之活性 比例為 1:0.01。假設此一核廢料離開核反應爐心時,137Cs 與 134Cs 兩種分裂產物核 種數目相同,請問此一核廢料離開核反應爐心已經有多少時間了?(20 分) 137Cs 半衰期為 11000 d (30.12 y),134Cs 半衰期為 750 d (2.53 y)。
#254165
二、下列核子反應中 10B(n, α) 7 Li,請問此一反應所產生能量為若干(以 MeV 為單位)? (10 分)鋰離子於核反應後為激發態,並發射一個瞬發加馬射線,其能量為 0.367 MeV,請問所產生之阿爾發粒子與鋰離子分別之能量各為多少 MeV?(10 分) 假設各個粒子之靜止質量為 M(1 n) = 1.008665u;M(10B) = 10.012937u;M(7 Li) = 7.016004u;M(4 He) = 4.002603u 其中 1u = 1.6605402×10-27 kg;電子電量 e = 1.602176487×10-19 C;電子伏特 eV = 1.602176487×10-19 J;真空光速 c = 299792458 m s-1。
#254166
四、有一個中子由核反應中溢出此核反應器之溫度為 200℃,假設此中子最可能之能量 En = kBT,其中 kB為波茲曼常數 kB = 1.38×10-23 J/K,請問此中子之能量 En 為何(請 以 eV 表示之)?(5 分)並請計算該中子之波長?(5 分)我們將此能量之中子經 中子束引出爐心,從事做中子繞射。若此一中子與矽晶片(111)面做中子繞射,則其 繞射角度 θ 應該多少?(10 分)矽晶之晶格常數 a = 0.5432 nm, (111)面之晶格間距 (lattice spacing)dhkl = a/(h2 +k2 +l2 ) 1/2。 真空光速 c = 299792458 m s-1;普郎克常數 h = 6.62606896×10-34 J.s;亞佛加德羅常 數為 6.02×1023。
#254168
五、一個 5 MeV 阿爾發粒子與一個 0.1 MeV 之光子,穿過一片厚度為 0.01 mm 之鋁片。 請問穿透鋁片後之阿爾發粒子與光子之能量分別為多少?(20 分) 假設此一鋁片對於 5 MeV 阿爾發粒子之阻擋本領(stopping power),-dE/dx,為一定 值 120 MeV cm2 /g,鋁的密度 2.7 g/cm3 ;對於能量為 0.1 MeV 之光子,鋁的線性衰減 係數(linear attenuation coefficient)為 0.432 cm-1。
#254169
(二)若電子由第一激發態(first excited state)躍遷至基態(ground state), 則躍遷過程釋放出光子的頻率為何?
#470105
(一)寫出電子波函數的通解。
#470104
(三)若此金屬的功函數為 1 eV,則產生的光電子最大動能為何?用 eV 表示。
#470103
(二)若光子完全被極板吸收,則極板受力為何?
#470102
(一)單位時間有多少顆光子?
#470101
(二)由波函數計算 1s 和 2s 軌域在 r = 0 附近電荷密度的比值,=?
#470100
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