阿甘

37-40為題組
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（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。
37.    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：
 
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
(A)甲乙    (B)乙丙    (C)丙丁    (D)甲丁    (E)乙丁

答：(E)

〔解析〕

由原子量守恆、質量數守恆可得

右邊質量數相加=左邊總質量數相加

→ a=0、b=1、c=5、x=1、y=1 。

38.    核能意外事故發生時，除核能發電廠附近區域受輻射外洩汙染，更令人擔憂的是輻射汙染隨全球環流擴張，帶來跨國間的災害。以日本福島核電廠發生輻射外洩汙染為例，在考慮全球的環流運動下，關於該區域輻射汙染隨環流擴張的描述，下列選項何者正確？
(A)當輻射塵飄至上空的西風帶時，輻射塵受盛行風系與科氏力的影響而飄向南方
(B)當輻射塵飄至上空的西風帶時，在相同距離內，福島發電廠東方海域上空的輻射塵濃度會高於日本西岸海域上空
(C)輻射汙染隨表面洋流黑潮往北擴張
(D)臺灣東部海域一定會較美國西岸海域先觀測到輻射汙染
(E)輻射汙染會隨該緯度的低溫海水下沉至較深水域，進而隨溫鹽環流的輸送影響全球

答：(B)

〔解析〕

(A)西風本身就是副熱帶高壓輻散後受柯氏力影響而成為西風，況且柯氏力要作用移動方向一定不能平行緯線。

(B)西風帶的風向為向東吹，故東方海域輻射濃度高於西岸海域。

(C)改成東北為佳，最終會流到美國西岸。

(D)黑潮不會弱到在冬季被親潮回推至台灣附近，故不太可能發生。

(E)溫鹽環流運送的時間尺度已經是上千年，屈時輻射物質的半衰期早已讓輻射威脅微乎其微。

39.    溫度高達約10^9 K時可引發核融合反應，其主要的物理原因為下列何者？
(A)此高溫使氘、氚原子核具高動能，可克服兩原子核間庫侖排斥力所需之能量，進而融合
(B)此高溫使氘、氚原子核內的夸克強作用增強，兩原子核相吸進而融合
(C)此高溫使氘、氚電子熔入各自原子核內後，兩原子核再融合
(D)此高溫使氘、氚原子核內弱作用增強，兩原子核相吸進而融合
(E)此高溫使氘、氚原子核熔化成液態自然融合在一起

答：(A)

〔解析〕

(A)高溫引發氘、氚原子核具高動能，可克服兩原子核間庫侖排斥力所需之能量,為核融合反應的原因。

40.    有關生物捕獲能量以推動生命現象的敘述，下列哪些正確？（應選2項）
(A)新型隱球菌可以利用放射線提高電子傳遞鏈的速率
(B)新型隱球菌可以利用放射線增加每個NADH提供的總能量
(C)隱球菌先吸收核反應的熱能再轉換為ATP等化學能
(D)酵母菌的黑色素對應於γ射線類似植物的葉綠素對應於可見光
(E)某些真菌可因黑色素介入而增加γ射線照射時的電子傳遞活性

答：(A)(E)

〔解析〕

(B)新型隱球菌可以利用放射線增加每個NADH提供的反應的速率,而非總能量

(C)文中並並無相似的資料

(D)文中並非指酵母菌，而是新型隱球菌

想知道107物理試題與詳解，請至107學測自然詳解

加油，未來美好的日子在等著你