A-level 物理 (进阶物理)/放射性发射/习题解答

您需要一个元素周期表。

1. 镅-241 是一种 α 发射体。这种衰变会产生什么元素和同位素？

$_{95}^{241}Am\to \;_{a}^{b}?+\;_{2}^{4}\alpha$

b = 241 - 4 = 237

a = 95 - 2 = 93

因此，$_{93}^{237}Np$ (镎-237) 会产生。

2. 碘-129 是一种 β^- 发射体。这种衰变会产生什么元素和同位素？

$_{53}^{129}I\to \;_{a}^{b}?+\;_{-1}^{0}\beta ^{-}+\;_{0}^{0}{\bar {\nu }}$

b = 129

a = 53 + 1 = 54

因此，$_{54}^{129}Xe$ (氙-129) 会产生。

3. γ 射线用于杀死食品中的微生物。为什么食物不会变得放射性？

γ 射线只与原子的电子相互作用，而不是与原子核相互作用。放射性是由于核性质，而不是化学性质。

4. 钚-244 通过发射 α 粒子衰变。它两次这样做，发射一个 β^- 粒子，然后发射另外两个 α 粒子。每次原子核都会变成不同的元素。最后会产生什么元素？

$_{94}^{244}Pu\to \;_{a}^{b}?+\;4\;_{2}^{4}\alpha +\;_{-1}^{0}\beta ^{-}$

b = 244 - 16 = 228

a = 94 - 8 + 1 = 87

因此，在这个衰变链的末尾，$_{87}^{228}Fr$ (钫-228) 会产生。

5. 碳-11 通过放射性发射变成硼-11。发射了什么？

$_{6}^{11}C\to \;_{5}^{11}B+\;_{a}^{b}?$

b = 11 - 11 = 0

a = 6 - 5 = 1

因此，发射了一个正电子 ($_{1}^{0}\beta ^{+}$)。然而，为了使轻子数保持平衡，还需要发射一个中微子 ($_{0}^{0}\nu$)。

6. 铀-236 衰变，遵循以下方程

$_{92}^{236}U\to \;_{90}^{232}Th+\;X$

确定此方程中的粒子 X。

通过应用守恒定律来解决这类问题：例如，衰变必须平衡电荷、核子数、质子数、轻子数等。核子数不平衡 (236 = 232 + ?)，所以 X 必须有 4 个核子数。

质子数也不平衡 (92 = 90 + ?)，因此 X 必须有 2 个质子。

因此可以得出结论，X 是一个 α 粒子。