114年:放射器材(1)

有關β⁺蛻變後,其蛻變子核與母核的比較,下列敘述何者正確?

A質量數不變,原子序 +1
B質量數 -1,原子序不變
C質量數不變,原子序 -1
D質量數 +1,原子序不變

詳細解析

本題觀念:

本題測驗的核心觀念為**放射性蛻變(Radioactive Decay)**中的 β+\beta^+ 蛻變(正子蛻變,Positron emission)。當原子核內的質子數過多(Proton-rich)而不穩定時,原子核會透過將一個質子轉換為中子來達到較穩定的狀態,此過程中會釋放出一個正子(e+e^+)與一個微中子(νe\nu_e)。

選項分析

  • (A) 質量數不變,原子序 +1:錯誤。此為 β\beta^- 蛻變(負電子蛻變) 的特徵。在 β\beta^- 蛻變中,原子核內的一個中子轉換為質子並釋放出電子,因此質子數(原子序)增加 1,但總核子數(質量數)保持不變。
  • (B) 質量數 -1,原子序不變:錯誤。這代表失去了一個中子(例如中子發射反應),並不符合 β+\beta^+ 蛻變的物理現象。
  • (C) 質量數不變,原子序 -1:正確。在 β+\beta^+ 蛻變中,一個質子轉換成了中子。因為核子(質子+中子)的總數沒有改變,所以質量數不變;而因為少了一個質子,所以原子序 -1
  • (D) 質量數 +1,原子序不變:錯誤。這代表多了一個中子(例如中子捕獲反應),屬於核反應而非天然放射性蛻變,亦非 β+\beta^+ 蛻變的結果。

答案解析

β+\beta^+

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