110年:核醫診療(1)

有關 α衰變的敘述,下列何者錯誤?

A原子核內的質子或中子數目為偶數者相較於為奇數者,產生 α 衰變的機率較高
Bα粒子為氦的原子核
C產生 α衰變的放射核種可作為核醫學影像檢查
D元素產生 α衰變後質子數減少 2 ,質量數減少 4

詳細解析

本題觀念:

本題測驗核物理中關於阿法(α\alpha)衰變的基本物理特性、核種穩定性原則(偶-奇效應),以及其在臨床核子醫學上的應用區別(造影 vs. 治療)。

選項分析

  • (A) 原子核內的質子或中子數目為偶數者相較於為奇數者,產生 α\alpha 衰變的機率較高:正確。 這是核物理學中的「阻礙因數(hindrance factor)」概念。α\alpha 粒子本身是由2個質子與2個中子組成的偶-偶核,結構極度穩定。當母原子核內的質子和中子數皆為偶數(偶-偶核)時,核子皆已成對,這使得在核內形成並發射 α\alpha 粒子的機率最高。相對地,若質子或中子數為奇數(存在未成對核子),在發生 α\alpha 衰變時會遇到結構阻礙(structure hindrance),導致產生 α\alpha 衰變的機率較低,半衰期通常也相對較長。

  • (B) α\alpha 粒子為氦的原子核:正確。 α\alpha 粒子本質上就是失去了兩個核外電子的氦原子核(24He2+^4_2\text{He}^{2+}),包含2個質子與2個中子。

  • (C) 產生 α\alpha 衰變的放射核種可作為核醫學影像檢查:錯誤(本題應選)。 α\alpha 粒子的質量大、游離能力極強(具備高線性能量轉移,High LET),但其在人體組織中的

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