114年:醫物幅安(2)

關於電子捕獲,下列敘述何者錯誤?

A衰變後,其子核的原子序將比母核少1
B通常是捕獲K層電子
C衰變後有反微中子產生
D常發生於母核比子核能量差小於1.022 MeV

詳細解析

本題觀念:

本題探討的是放射物理學中的「電子捕獲(Electron Capture, EC)」現象。這是一種發生於「質子過多(即質子/中子比例過高)」之不穩定原子核的衰變方式。在此過程中,原子核會捕獲一個內層軌道電子,使核內的一個質子轉變為中子,並釋放出微中子(Neutrino),隨後因為外層電子遞補空缺,會伴隨釋放特性輻射(Characteristic X-ray)或鄂惹電子(Auger electron)。

選項分析

  • (A) 衰變後,其子核的原子序將比母核少1:正確。電子捕獲的核反應式為 p+e−→n+νep + e^- \rightarrow n + \nu_e。因為一個質子轉變成了一個中子,衰變後子核的原子序(Z)會減少1,但總質量數(A)保持不變。
  • (B) 通常是捕獲K層電子:正確。原子核通常會捕獲最靠近核的內層軌道電子。由於K層電子最靠近原子核,空間波函數與原子核重疊的機率最大,因此被捕獲的機率最高,此現象又常被稱為 K-capture。
  • (C) 衰變後有反微中子產生:錯誤。在電子捕獲的過程中,為了維持輕子數守恆(Lepton number conservation),釋放出來的是「微中子(Neutrino, νe\nu_e)」。會產生「反微中子(Antineutrino, νˉe\bar{\nu}_e)」的衰變其實是 $\beta

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