以氘-氚產生器 ( D-T generator ）產生的中子射束，中子能量約為多少 MeV ？

本題觀念：

氘-氚產生器（deuterium-tritium generator, D-T generator）是一種利用核融合反應產生快中子的裝置，廣泛應用於工業中子源、中子治療（neutron therapy）研究及輻射防護校正。本題考查 D-T 核融合反應所釋放中子的能量。

選項分析

D-T 核融合反應方程式：

$^2_1\text{H} + ^3_1\text{H} \rightarrow ^4_2\text{He} + ^1_0\text{n} + 17.6\ \text{MeV}$

依據動量守恆與能量守恆，17.6 MeV 的總釋放能量分配如下：

• 氦-4（α粒子）：獲得 3.5 MeV（約 20%）
• 中子：獲得 14.1 MeV（約 80%）

$E_n = 17.6 \times \frac{m_{He}}{m_{He} + m_n} \approx 17.6 \times \frac{4}{4+1} = 14.1\ \text{MeV}$

(A) 17 MeV ❌ — 此為 D-T 反應的總釋放能量（17.6 MeV），不是中子能量

(B) 14 MeV ✓ — 正確。D-T 反應產生的中子能量約為 14.1 MeV（常簡稱「14 MeV 中子」）

*(C) 8 MeV

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