若同時要屏蔽中子與 γ射線，則下列那一物質是最佳選擇？

本題觀念：

不同種類的游離輻射（ionizing radiation）因其物理特性不同，與物質的交互作用機制也不同，因此需要不同的屏蔽策略。中子（neutron）與加馬射線（γ-ray）的屏蔽需求截然不同，若要同時阻擋兩者，需選用能兼顧兩種機制的複合材料。

選項分析

(A) 混凝土（Concrete） 正確。混凝土是同時屏蔽中子與加馬射線的最佳選擇，原因如下：

• 屏蔽中子：混凝土含有大量氫元素（來自結晶水與游離水），氫的原子質量與中子相近，能透過彈性散射（elastic scattering）有效使快中子（fast neutron）慢化（moderation）；慢化後的熱中子（thermal neutron）可被混凝土中的氫、矽等元素吸收。
• 屏蔽加馬射線：混凝土密度（約 2.35 g/cm³）雖不及鉛，但其厚度和鈣、矽等中高原子序元素（Z）提供足夠的光電效應（photoelectric effect）與康普頓散射（Compton scattering）截面，能有效衰減加馬射線。
• 結構優勢：混凝土兼具承重結構功能、造價低廉，廣泛用於核能設施與放療機房。

(B) 鉛（Lead） 不適合單獨使用。鉛（原子序 Z=82，密度 11.34 g/cm³）對加馬射線的屏蔽效果極佳（HVL 短），但對中子屏蔽效果**很差

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