專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全110 年第 5 題單選題
關於同位素之敘述,下列何者正確?
A大部分高原子序(Z>50)的穩定原子核,質子數大於中子數
B大部分低原子序(Z<20)的穩定原子核,質子數大於中子數
C鈷的同位素中,僅有59Co是穩定的正確答案
D原子序大於82的原子核,易發生β+蛻變
C正確答案
穩定核種規律:高Z核中子數遠大於質子數,低Z近1:1;鈷僅59Co穩定。
為什麼答案是 C
正確。鈷(Co,Z=27)的天然穩定同位素僅有 59Co,其餘如 60Co 為放射性核種(醫療常用γ射源),故此敘述成立。
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完整詳解
Pro · 無限重點 穩定核種規律:高Z核中子數遠大於質子數,低Z近1:1;鈷僅59Co穩定。
記住「重核中子多、輕核1:1」,Co天然唯一穩定是質量數59即可秒選C。
逐選項分析
A✕ 陷阱
錯誤。高原子序(Z>50)的穩定核因庫倫斥力大,需要更多中子來維持穩定,因此中子數遠大於質子數,N/Z 比約 1.4~1.5,非質子多於中子。
B✕
錯誤。低原子序(Z<20)的穩定核質子數與中子數大致相等(N/Z≈1),如12C、16O,並非質子數大於中子數。
C✓ 正確
正確。鈷(Co,Z=27)的天然穩定同位素僅有 59Co,其餘如 60Co 為放射性核種(醫療常用γ射源),故此敘述成立。
D✕ 陷阱
錯誤。原子序大於82的核(如鈾、釷)多屬重核且不穩定,傾向發生α衰變或β−衰變,而非β+蛻變。β+蛻變多見於質子過多的輕中核。
穩定核 N/Z 比規律
| 原子序範圍 | N/Z 比 | 中子vs質子 | 典型衰變 |
|---|
| 低 Z(<20) | ≈1 | 約相等 | —(穩定) |
| 中 Z(20~50) | 1.2~1.4 | 中子稍多 | β± |
| 高 Z(>50) | 1.4~1.5 | 中子遠多 | —/α |
| Z>82 | 不穩定 | 中子多 | α、β−衰變 |
A、D 都是把穩定核規律與衰變模式顛倒。重核需要更多中子穩定(中子數>質子數),且重核傾向α或β−衰變,不是β+。考生若記反N/Z趨勢就會中招。