專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全114 年第 3 題單選題
14C衰變成14N時,發射的貝他粒子所獲得的最大能量約為多少?【14C的原子質量:14.007687 amu、14N的原子質量:14.007520 amu】
A2.5×10−14 J正確答案
B0.156 J
C2.5 MeV
D0.156 keV
A正確答案
貝他衰變最大能量為母子原子質量差乘上 931.5 MeV,算出約 0.156 MeV 後,務必再轉換為焦耳 (J) 才能選出正確答案。
為什麼答案是 A
質量差為 0.000167 amu,乘上 931.5 MeV/amu 得到 0.15556 MeV。將其轉換為焦耳:0.15556 × 1.602 × 10^-13 J/MeV ≈ 2.49 × 10^-14 J,約等於 2.5 × 10^-14 J。
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完整詳解
Pro · 無限重點 貝他衰變最大能量為母子原子質量差乘上 931.5 MeV,算出約 0.156 MeV 後,務必再轉換為焦耳 (J) 才能選出正確答案。
質量差 Δm = 0.000167 amu。能量 E = 0.000167 × 931.5 ≈ 0.156 MeV。換算焦耳:0.156 × (1.6 × 10^-13) ≈ 2.5 × 10^-14 J。
逐選項分析
A✓ 正確
質量差為 0.000167 amu,乘上 931.5 MeV/amu 得到 0.15556 MeV。將其轉換為焦耳:0.15556 × 1.602 × 10^-13 J/MeV ≈ 2.49 × 10^-14 J,約等於 2.5 × 10^-14 J。
B✕ 陷阱
計算出的 0.156 單位為百萬電子伏特 (MeV),而非焦耳 (J)。此選項利用考生算出數字後忽略單位的心理誘答。
C✕
2.5 是轉換為焦耳 (J) 後的數值係數,並非 MeV 的數值。正確的 MeV 數值應為 0.156 MeV。
D✕ 陷阱
計算出的 0.156 單位為 MeV (百萬電子伏特),若要換算成 keV 應為 156 keV,而非 0.156 keV。
輻射物理常用能量單位換算
| 物理量 | 轉換常數 | 對應單位 | 備註 |
|---|
| 原子質量單位 (amu) | 1 amu ≈ 931.5 | MeV | 用於質量虧損算能量 |
| 電子伏特 (eV) | 1 eV ≈ 1.602 × 10^-19 | J (焦耳) | 微觀能量轉宏觀能量 |
| 百萬電子伏特 (MeV) | 1 MeV ≈ 1.602 × 10^-13 | J (焦耳) | 核物理最常用轉換 |
本題最大的陷阱在於「算出數字後忘記單位」。質量差乘上 931.5 後得到的數字是 0.156,但單位是 MeV。選項故意給了 0.156 J 和 0.156 keV 來騙取沒有做最後一步焦耳換算的考生。