109 高普考高考三級 輻射安全 輻射防護法規 考古題詳解

109 年・高普考・高考三級・輻射安全
試題代碼 輻射防護法規

第 一 題20 分

請針對下列英文縮寫名詞,寫出英文全文及其中文,並試述其定義:

(每小題 4 分,共 20 分)

(1) DAC

(2) TENORM

(3) Bq

(4) NDT

(5) TI

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核心觀念

本題評量考生對輻射安全與法規領域中「關鍵計量單位」、「國際通用專有名詞」、「體內劑量評估標準」及「放射性物質運送管制」之核心概念掌握度。相關名詞分別規範於《游離輻射防護安全標準》、《天然放射性物質管理辦法》及《放射性物質安全運送規則》(本題法規以命題當年民國 109 年版本為準;主管機關原為「行政院原子能委員會」,現行體制已改制為「核子安全委員會」)。


解題方法

本題為標準的名詞解釋簡答題,配分每小題 4 分。答題架構應標準化為三部分:

  1. 英文全文(拼字精確,專有名詞首字大寫)。
  2. 中文名稱(符合國內法規與學界通用的法定譯名)。
  3. 法規/物理定義與工程應用:包含定義內涵、關鍵參數(如時間、呼吸量、距離換算)、法定單位及管制目的,展現專業答題深度以爭取滿分。

各小題深度分析與作答內容

(1) DAC

  • 英文全文:Derived Air Concentration
  • 中文名稱:衍生空氣濃度(或稱導出空氣濃度)
  • 定義與意涵:
  • 法源定義:依據《游離輻射防護安全標準》第 2 條規定,指放射性核種在空氣中之濃度。標準工作人員於一年中連續呼吸此濃度之空氣 2,000 小時(每週 40 小時,每年 50 週,標準呼吸速率採 1.2 m3/h1.2\text{ m}^3/\text{h},即年吸入總空氣量為 2.4×103 m32.4 \times 10^3\text{ m}^3),其所造成之約定有效劑量達到工作人員年有效劑量限度(20 mSv20\text{ mSv}),或對任何個別組織器官之約定等價劑量達到年等價劑量限度(500 mSv500\text{ mSv})時之空氣中核種濃度。
  • 數學關係與單位:法定單位為 Bq/m3\text{Bq/m}^3(或 μCi/cm3\mu\text{Ci/cm}^3)。其與年攝入限度(Annual Limit on Intake, ALI)之關係式為: DAC=ALI2,000 h×1.2 m3/h=ALI2.4×103 m3\text{DAC} = \frac{\text{ALI}}{2,000\text{ h} \times 1.2\text{ m}^3/\text{h}} = \frac{\text{ALI}}{2.4 \times 10^3\text{ m}^3}
  • 管制目的:作為工作場所空氣中放射性核種監測與體內防護管制的導出基準。

(2) TENORM

  • 英文全文:Technologically Enhanced Naturally Occurring Radioactive Material
  • 中文名稱:科技增強天然放射性物質(或稱技術增強天然放射性物質)
  • 定義與意涵:
  • 定義:指原本存在於自然界環境中的天然放射性物質(NORM,主要含鈾系、釷系及其衰變子核、鉀-40 等),經由人類之工業、採礦、冶煉、水處理或石化開採等技術處理與加工活動後,其放射性核種濃度受到濃縮、富集,或其物理、化學型態改變,因而增加人體潛在游離輻射暴露風險之產物、副產物、殘渣或廢棄物。
  • 實例:稀土開採尾礦、磷酸鹽肥料工業產出之磷石膏、石油及天然氣開採管線內壁之水垢(Scale)、燃煤發電廠之飛灰等。
  • 管制法源:受國內《天然放射性物質管理辦法》規範,依活度濃度管制其再利用、貯存與廢棄。

(3) Bq

  • 英文全文:Becquerel
  • 中文名稱:貝克(或稱貝克勒)
  • 定義與意涵:
  • 物理定義:國際單位制(SI 制)中用以表示「放射性活度」(Activity)的法定度量單位。定義為放射性核種每秒發生一次核自發衰變(核轉變)之活度大小,其因次為時間的倒數: 1 Bq=1 s−1=1 衰變/秒 (dps)1\text{ Bq} = 1\text{ s}^{-1} = 1\text{ 衰變/秒 (dps)}
  • 傳統單位換算:傳統活度單位為居里(Curie, Ci\text{Ci}),換算關係為: 1 Ci=3.7×1010 Bq=37 GBq1\text{ Ci} = 3.7 \times 10^{10}\text{ Bq} = 37\text{ GBq} 1 Bq≈2.703×10−11 Ci1\text{ Bq} \approx 2.703 \times 10^{-11}\text{ Ci}

(4) NDT

  • 英文全文:Non-Destructive Testing
  • 中文名稱:非破壞檢測
  • 定義與意涵:
  • 工程定義:指在不損害、不破壞、不改變受檢試件物理結構及未來使用功能的條件下,利用物理或化學原理(如穿透射線、超音波、磁粉、滲透液、渦電流等),對材料、結構或構件進行內部缺陷、表面缺陷、幾何尺寸或物理特性的檢驗與評估技術。
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第 二 題30 分

請試述輻射作業設施業者應如何根據「游離輻射防護法」相關條文,管制其擁有的輻射源及對其輻射工作人員進行輻射防護,並說明輻射作業設施業者之職責。

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核心觀念 本題評量考生對我國《游離輻射防護法》核心管制架構的掌握程度,特別聚焦於「設施經營者」對「源」(輻射源)、「人」(輻射工作人員)及「整體防護體系」(法定義務與職責)之三大面向。 註:本題以命題當年(民國 109 年)法規為準;法條所定之主管機關原為「行政院原子能委員會」,現行法已於民國 112 年 9 月改制為「核能安全委員會」。

所涉及之重要法條與定義:

  1. 輻射源管制:《游離輻射防護法》第 29 條(許可與登記備查)、第 31 條(廢棄、轉讓與報廢)、第 32 條(帳料申報與動態查核)、第 13 條(輻射源遺失與失竊通報)。
  2. 工作人員防護:《游離輻射防護法》第 5 條(劑量限度與合理抑低 ALARA)、第 7 條(人員劑量監測與紀錄保存)、第 14 條(在職教育訓練)、第 16 條(體格檢查與定期健康檢查)。
  3. 設施經營者職責:《游離輻射防護法》第 7 條與第 10 條(輻防組織與專責人員設置)、第 8 條(輻射防護計畫)、第 9 條(管制區與監測區劃定)、第 13 條與第 36 條(緊急應變與意外通報)。

解題方法 本題為標準的綜合法規申論題。答題切入點採用「主體義務三分法」:

  1. 輻射源管制構面:依「生命週期」切入,從取得(許可/登記)、使用與儲存、動態帳料申報,寫至除役與廢棄處置。
  2. 工作人員防護構面:依「職業暴露管理程序」切入,依序說明防護原則(ALARA)、劑量監測與紀錄、教育訓練、醫療健康檢查與弱勢保護。
  3. 設施經營者職責構面:依「制度與體系建立」切入,包含組織編制、輻射防護計畫擬訂推行、區域管制及緊急應變通報義務。

選項分析 本題為國家考試之申論申述題,無個別選擇題選項。答題分數分配對應題目的三大提問主軸:

  • 第一部分「輻射源管制」:占分約 35%35\%,關鍵在於分級管理(許可制 vs. 登記備查制)與流向管制。
  • 第二部分「人員輻射防護」:占分約 35%35\%,關鍵在於監測、教育、健檢之具體法定作為。
  • 第三部分「業者職責」:占分約 30%30\%,關鍵在於設施經營者之組織管理、法定義務與通報責任。

解題技巧

  1. 主體釐清陷阱:法規中的法律責任主體為「設施經營者(輻射作業設施業者)」,而非受聘之「輻射防護人員」。輻防人員是「擬訂、規劃與推行」,最終承擔法定違規處分責任的是業者。
  2. 雙軌分級概念:論述輻射源管制時,必須點出放射性物質與設備係採「許可」與「登記備查」雙軌分級管制,不可通篇僅寫許可。
  3. 記憶口訣:
  • 輻射源:許、登、變、報、廢(許可、登記、變更、申報、廢棄)。
  • 人員防護:限、測、訓、檢、記(劑量限度、監測、訓練、體檢、記錄)。
  • 業者職責:組、計、區、應(組織人員、防護計畫、區域管制、應變通報)。

【答案】

輻射作業設施業者(即《游離輻射防護法》所稱「設施經營者」)依該法應履行之輻射源管制、工作人員防護及法定職責,分述如下:

一、輻射源之管制作為

設施經營者對其擁有之放射性物質、可發生游離輻射設備或其作業設施,應依下列規定進行生命週期管制:

  1. 分級取得與作業管制(第 29 條):
  • 許可管制:放射性物質、可發生游離輻射設備之生產、製造、安裝、改裝、使用、運轉、轉讓、受讓、輸出入或廢棄,達法規主管機關規定之管制基準者,應向主管機關申請審查核發「許可狀」,始得為之。
  • 登記備查管制:未達許可標準但超過豁免管制標準者,應向主管機關申請「登記備查」,取得登記證明文件後方得運作。
  1. 帳料列管與定期申報(第 32 條):
  • 設施經營者應建立輻射源進出帳冊與清冊,記載放射性物質與設備之產地、活度、型號、儲存位置及使用動態。
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第 三 題20 分

(1) 請試述密封放射性物質設施及可發生游離輻射設備之定義。(8 分)

(2) 申請使用高強度輻射設施安裝許可,申請人除應填具申請書外,尚須檢附哪些文件?(12 分)

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核心觀念

本題測驗《游離輻射防護法》之母法架構與其授權子法《高強度輻射設施安全管理辦法》之核心法規要件(以命題當年民國 109 年法規為準;現行法規於民國 112 年配合行政院組織改造將主管機關改制為核能安全委員會,實質法規要件與審查內容未修正):

  1. 名詞法定定義:區分母法《游離輻射防護法》第 2 條的一般定義,與子法《高強度輻射設施安全管理辦法》第 2 條對高強度輻射設施之特定門檻界定(放射性活度與粒子能量)。
  2. 高強度輻射設施管制架構:依《游離輻射防護法》第 29 條第 1 項規定,高強度輻射設施採「先許可後興建安裝、先檢查合格領照後使用」的階段管制模式。子題 (2) 所考即為前端「安裝許可」申請之法定文件構成要件。

解題方法

  1. 子題 (1) 定義題:
  • 「密封放射性物質設施」:先引用《高強度輻射設施安全管理辦法》第 2 條第 1 款之專屬定義,明確寫出活度門檻「一千兆貝克(1000 TBq1000\text{ TBq})以上」以及三類「排除不適用」之設施;再輔以《游離輻射防護法》第 2 條第 6 款「密封放射性物質」之物理與容器定義,達成完整論述。
  • 「可發生游離輻射設備」:依《游離輻射防護法》第 2 條第 4 款列出法定核心要件(電磁場、粒子加速等方法);並補充高強度設施範疇內對應之設備標準(能量在三十兆電子伏,30 MeV30\text{ MeV} 以上之粒子加速器),展現法規連貫性。
  1. 子題 (2) 檢附文件題:
  • 依據《高強度輻射設施安全管理辦法》第 3 條,明確條列申請安裝許可除申請書外應檢附之四大法定文件。
  • 針對配分 12 分之申論題,不能僅條列標題,須進一步展開說明三大核心計畫/報告(安全分析報告、輻射防護計畫、試運轉計畫)之關鍵審查重點。
  • 考量題幹「申請使用高強度輻射設施安裝許可」之語法主幹為「安裝許可」,若閱卷委員意在涵蓋安裝完成後「申請使用許可證」之階段,則於文末精要補充使用階段檢附文件,防杜漏分。

選項分析

本題為公務人員高等考試三級之申論題,非選擇題,無選項待逐一分析。評分標準採分段給分:

  • 子題 (1)(配分 8 分):
  • 密封放射性物質設施之定義占 4 分(需包含活度門檻 1000 TBq1000\text{ TBq} 與排除條款)。
  • 可發生游離輻射設備之定義占 4 分(需掌握電磁場、粒子加速之法定產生方式)。
  • 子題 (2)(配分 12 分):
  • 法定四大檢附文件名稱占 6 分。
  • 各項計畫與報告之具體內涵說明占 6 分。

解題技巧

  1. 關鍵數據與排除條件精確記憶:
  • 密封設施看活度門檻:1000 TBq1000\text{ TBq}。
  • 排除三類設施:核子反應器設施、放射性廢棄物處理/貯存/最終處置設施、其他經主管機關指定者。
  • 加速器看粒子能量:30 MeV30\text{ MeV}。
  1. 安裝許可檢附文件速記口訣:
  • 「安・防・試・他」
  • 安:安全分析報告(評估設施設置與事故安全)。
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第 四 題15 分

(1) 請試述天然放射性物質之定義。(5 分)

(2) 針對添加天然放射性物質製作的負離子商品,試述其可能對人體造成的輻射影響。(10 分)

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核心觀念

本題以命題當年(民國 109 年)之輻射防護法規及游離輻射防護原理為準(註:原主管機關行政院原子能委員會於民國 112 年 9 月改制為「核能安全委員會」,現行法規已同步修正機關名稱,解題仍依 109 年規定)。

  1. 法規法源:
  • 《游離輻射防護法》第 23 條(天然放射性物質之調查與管制)。
  • 《天然放射性物質管理辦法》第 2 條(天然放射性物質之定義與排除範圍)。
  • 《商品輻射限量標準》(民生商品之輻射劑量限值與正當化評估)。
  1. 物理與輻射生物學核心:
  • 射源特性:市售負離子商品常添加獨居石(Monazite)或鋯石等天然礦石粉末,富含釷系列(232Th^{232}\text{Th})及鈾系列(238U^{238}\text{U})核種。商品宣稱的「負離子」,實質上是放射性核種衰變釋放游離輻射游離空氣分子所致。
  • 曝露途徑:涵蓋體外曝露(β\beta 與 γ\gamma 射線)與體內曝露(吸入氣態放射性氡氣 222Rn^{222}\text{Rn}、釷射氣 220Rn^{220}\text{Rn} 及其固體衰變子核;或食入剝落微粉)。
  • 生物效應:高線性能量轉移(LET)之 α\alpha 粒子造成肺部細胞嚴重的 DNA 雙股斷裂(DSB),主要導致無低限劑量的機率性效應(致癌風險,尤以肺癌為著)。

解題方法

本題為典型法規與放射防護實務整合題,應採兩階段立論:

  1. 第 (1) 子題(定義題,5 分): 採「法條法定定義」結合「法定排除項目」之雙層架構回答。法規定義非泛泛之論,必須精確引用《天然放射性物質管理辦法》第 2 條,寫明其本體定義,並條列三大除外物質,方能拿滿分數。

  2. 第 (2) 子題(危害論述題,10 分): 採「核種源頭 →\rightarrow 曝露途徑(體外/體內) →\rightarrow 生物微觀作用 →\rightarrow 臨床健康效應(機率性/確定性) →\rightarrow 防護正當性」之系統化演繹:

  • 源頭鑑別:點名添加之主要天然放射性核種(232Th^{232}\text{Th}、238U^{238}\text{U})。
  • 曝露途徑分析:分開論述體外曝露(穿透性射線)與體內曝露(呼吸吸入氡/釷子產物),特別著重於呼吸道內照射的高危險性。
  • 生物效應定性:援引無低限劑量線性假說(LNT),明確指出機率性效應(肺癌、皮膚癌)為主要危害。

選項分析

本題為高考三級申論題,非選擇題,無選項。本題評分要點與配分權重如下:

  1. 第 (1) 子題評分標準(5 分):
  • 準確寫出天然放射性物質之正面定義(2 分)。
  • 完整列出法規所排除之三類物質(3 分)。缺少排除項目者將無法獲得滿分。
  1. 第 (2) 子題評分標準(10 分):
  • 清楚闡明負離子商品之天然放射性核種成分與釋出射線種類(2 分)。
  • 深入分析體外曝露途徑與局部/全身組織危害(2 分)。
  • 深入分析體內曝露途徑,特別是氡氣(222Rn^{222}\text{Rn})及釷射氣(220Rn^{220}\text{Rn})及其子產物沉積於呼吸系統之危害機制(4 分)。
  • 正確歸納輻射生物效應(機率性效應之致癌風險)並提及正當化原則(2 分)。

解題技巧

  1. 破題關鍵名詞:答題時務必寫出「釷-232(232Th^{232}\text{Th})」、「氡-222(222Rn^{222}\text{Rn})」、「釷射氣/氡-220(220Rn^{220}\text{Rn})」、「高 LET α\alpha 粒子」、「肺部支氣管上皮細胞」、「無低限線性假說(LNT)」及「機率性效應」。閱卷委員多採關鍵字踩點給分。
  2. 避開常見陷阱:
  • 陷阱一:誤以為負離子商品只造成「體外」照射。
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第 五 題15 分

請試述在煙櫃操作非密封放射性物質時,對操作人員與環境應有之輻射防護作業與裝備。

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核心觀念

本題測驗「非密封放射性物質」於實驗室操作時之動態工程圍堵(排煙櫃/放射化學抽氣櫃)原理與輻射安全管理實務。

  1. 非密封放射性物質之危害特性:除傳統射源之「體外曝露」外,最大風險在於可能因揮發、氣膠化、飛濺造成「體內曝露(吸入、食入、傷口吸收)」與「環境及人員體表污染傳播」。
  2. 防護架構:依據《游離輻射防護法》第 5 條(合理抑低與防護安全)、《放射性物質與可發生游離輻射設備及其輻射作業管理辦法》及《游離輻射防護安全標準》,需透過工程控制(負壓、過濾、排風)、行政管理(操作程序、分區管制)與個人防護裝備(PPE)達成防護目標。
  3. 法規基準註記:本題涉及法規以命題當年(民國 109 年)法規為準。主管機關原為「行政院原子能委員會」,現行法已於民國 112 年 9 月改制為「核能安全委員會」,核心技術防護規範與安全標準維持實質一致。

解題方法

本題屬標準的「申論結構題」,命題核心明確劃分為操作人員與環境兩大對象,防護層面則各包含作業(程序/管理)與裝備(硬體/儀器/個人防護具)。 作答切入點採「2×22 \times 2 矩陣對稱開展法」:

  1. 操作人員面向:聚焦於「阻絕體內曝露」、「降低體外劑量」與「防止人員體表及衣物污染」。
  2. 環境面向:聚焦於「防止氣態/懸浮放射性物質外釋至大氣」、「防止工作場所空間交叉污染」與「廢棄物妥善管理」。

選項分析

本題為高考三級申論題,無選擇題選項。評分給分點在於能否精準列舉各防護環節之具體標準(如面風速數值、過濾器種類、劑量計配置、擦拭偵測法規程序),切忌僅寫出空泛通論(如「小心操作」、「穿戴整齊」)。


解題技巧

  1. 掌握雙重曝露途徑:非密封射源防護必須同時兼顧「體外防護(屏蔽、距離、時間)」與「體內/污染防護(圍堵、負壓、通風、洗滌)」,缺一不可。
  2. 關鍵技術數值與專有名詞點綴:答案中適度引進專業術語,如「面風速 0.5 m/s0.5\text{ m/s}」、「HEPA 濾網」、「韌致輻射屏蔽(壓克力+鉛)」、「指環劑量計」、「擦拭測試(Wipe test)」等,為獲取高分之關鍵。
  3. 氣流擾動陷阱:在煙櫃操作時,拉門高度(Sash)、櫃內擺放深度(距邊緣至少 15 cm15\text{ cm})、櫃內物品堆疊均會影響層流,此為實務防護之核心考點。

【答案】

在煙櫃(放射化學排煙櫃)內操作非密封放射性物質時,對「操作人員」與「環境」應具備之輻射防護作業與裝備詳述如下:

一、對操作人員應有之輻射防護作業與裝備

(一)輻射防護裝備
  1. 個人防護裝備(PPE):
  • 防護衣物:實驗衣或拋棄式防護衣,袖口應能包覆手腕,防止放射性物質沾染個人衣物。
  • 雙層手套:穿戴兩層耐化學與抗撕裂手套(如乳膠或丁腈手套),外層手套一旦受污染可隨時更換,袖口須扎入防護衣袖內。
  • 眼面防護:防護眼鏡或全面罩,防止操作中溶液突沸或噴濺至眼部黏膜。
  • 呼吸防護具:操作具高度揮發性或粉塵狀高活度射源時,備妥防毒面具或附高效微粒濾匣之呼吸防護裝備。
  1. 人員劑量監測儀器:
  • 全身劑量計:依規定配戴經認可之人員劑量計(如 TLD 或 OSL),必要時加配直讀式電子人員劑量計(EPD),具即時劑量率與累積劑量警報功能。
  • 肢體劑量計:手部操作活度較高之 β\beta 或 γ\gamma 射源時,應配戴手指/手環熱發光劑量計(Ring dosimeter),以監控末梢肢體當量劑量。
  1. 櫃內局部屏蔽裝備:
  • 依核種特性配置屏蔽:針對 γ\gamma 射源使用鉛磚、鉛屏風或鉛玻璃視窗;
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