108年:醫物幅安(2)

原⼦核 226 Ra 衰變⾄ 222 Rn 之核衰變如圖所⽰,內轉換( internal conversion )的比率為何? 圖片

A2.2%
B5.5%
C8.8%
D91.2%

詳細解析

本題觀念:

核衰變圖(decay scheme)中,內轉換(internal conversion, IC)是核激發態去激發的另一種途徑:不發射 gamma 光子,而是將能量直接轉移給軌道電子並射出。本題考核從衰變圖中計算 IC 的百分率。

影像分析:

圖中顯示 88226Ra^{226}_{88}\text{Ra}86222Rn^{222}_{86}\text{Rn} 的 alpha 衰變圖。由上而下:

  • 上層能階88226Ra^{226}_{88}\text{Ra},標示能量 4.78(相對尺度)
  • 兩條 alpha 衰變路徑(均標示 α):
    • 左側 α₁:能量 4.78 MeV,分支比 94.4%,直接衰變到 222Rn^{222}\text{Rn} 基態(能階 0)
    • 右側 α₂:能量 4.60 MeV,分支比 5.5%,衰變到 222Rn^{222}\text{Rn} 激發態(186 keV 激發態)
  • 中間激發態 → 基態的去激發路徑:波浪線標示 γ(gamma 放射),放射率為 3.3%
  • 基態86222Rn^{222}_{86}\text{Rn}):標示 0

關鍵觀察:激發態接收了 5.5% 的衰變,但只有 3.3% 以 gamma 形式放射,因此剩餘的 5.5% − 3.3%

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