112年:醫物幅安(2)

關於天然放射性核種的敘述,下列何者錯誤?

A鈾系列( uranium series )的放射性衰變源自於238U
B高原子序的天然放射性核種均為純 α 蛻變
C自然界中原子序大於鉛者的重元素多具有放射活性,除了209Bi例外
D釷系列( thorium series )的放射性衰變源自於232Th

詳細解析

本題觀念:

本題測驗的重點為「天然放射性衰變系列(Natural Radioactive Decay Series)」的基礎物理性質。自然界中高原子序(通常是大於鉛的重元素)的不穩定核種,會自發地經由一連串的衰變,最終形成穩定的同位素。著名的天然衰變系列包含鈾系列(Uranium series)、釷系列(Thorium series)及錒系列(Actinium series)。理解這些系列的起始核種、最終穩定核種以及衰變過程中的粒子發射種類,是醫學物理與輻射安全領域的重要基礎。

選項分析

  • (A) 鈾系列(uranium series)的放射性衰變源自於 238^{238}U 正確。鈾系列(屬於 4n+24n+2 衰變鏈)的起始母核種為鈾-238(238^{238}U),經過多次的 α\alphaβ\beta 衰變後,最終會形成穩定的鉛-206(206^{206}Pb)。

  • (B) 高原子序的天然放射性核種均為純 α\alpha 蛻變 錯誤。高原子序的重核種在衰變的過程中,為了達到穩定的中子/質子比(N/Z ratio),絕對不會只進行單一的純 α\alpha 蛻變。由於純 α\alpha 蛻變每次會同時減少 2 個質子與 2 個中子,連續發生會使得原子核的中子/質子比例偏離穩定帶。因此,衰變鏈必定會交替發生 β\beta^-

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