專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全114 年第 5 題單選題
某核種行 $\beta^{-}$ 衰變後,下列敘述何者正確?
A原子序減2,中子數減1,質量數減3
B原子序減2,中子數減2,質量數減4
C原子序加1,中子數減1,質量數不變正確答案
D原子序減1,中子數加1,質量數不變
C正確答案
β⁻衰變:中子變質子+電子,原子序+1、中子數-1、質量數不變。
為什麼答案是 C
正解。β⁻衰變中,一個中子轉變為質子並放出電子(β⁻)與反微中子,故質子數(原子序)+1、中子數-1、質量數(A=Z+N)不變。
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完整詳解
Pro · 無限重點 β⁻衰變:中子變質子+電子,原子序+1、中子數-1、質量數不變。
看到β⁻衰變記口訣:「中子變質子」→ 質子(Z)+1、中子(N)-1、質量數(A)不變。
逐選項分析
A✕
原子序減2、質量數減4是α衰變的特徵(放出氦核),不是β衰變。數字也不對,α衰變中子數應減2而非減1。
B✕ 陷阱
這是標準的α衰變:放出⁴₂He,原子序-2、中子數-2、質量數-4。出題者用α衰變當陷阱,考生若搞混衰變類型就會選錯。
C✓ 正確
正解。β⁻衰變中,一個中子轉變為質子並放出電子(β⁻)與反微中子,故質子數(原子序)+1、中子數-1、質量數(A=Z+N)不變。
D✕ 陷阱
這是β⁺衰變(正子衰變)或電子捕獲的特徵:質子變中子,原子序-1、中子數+1。與β⁻衰變方向相反,是最常見的陷阱。
三大衰變類型比較
| 衰變類型 | 原子序 Z | 中子數 N | 質量數 A |
|---|
| α 衰變 | -2 | -2 | -4 |
| β⁻ 衰變 | +1 | -1 | 不變 |
| β⁺ 衰變 / EC | -1 | +1 | 不變 |
| γ 衰變 | 不變 | 不變 | 不變 |
β衰變家族裡,β⁻和β⁺是完全相反的過程:β⁻是中子裂解成質子和電子,原子序往上跳一格但質量數守恆;β⁺則是質子變中子並射出正子,原子序反而下降。出題者最常利用這組「方向對稱陷阱」,當題幹只寫β衰變時,預設指的是β⁻,但選項會故意混入β⁺的特徵來誘答。判斷核心就看中子與質子的轉換方向:中子減少、質子增加就是β⁻;反之就是β⁺。另外α衰變會讓質量數掉4、原子序掉2,特徵差異更明顯,常當作干擾選項測試你是否真的理解三大衰變的本質差異。