三、綜合題(占 8 分 )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。
【題組】39. 溫度高達約910
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