義守大學（後中醫）
105年
化學
第 41 題
完成下列反應式：
$^{231}_{90}\text{Th} \rightarrow \text{\_\_\_\_} + ^{227}_{88}\text{Ra}$
$^{231}_{90}\text{Th} \rightarrow \text{\_\_\_\_} + ^{227}_{88}\text{Ra}$
- A 正電子(positron)
- B beta 粒子
- C alpha 粒子
- D gamma 粒子
思路引導 VIP
如果我們把這個方程式看作一個「天平」，反應前與反應後的總質量（上面的數字）和總電荷（下面的數字）都必須相等。請你觀察一下，為了讓天平左右兩邊達成平衡，這個神祕的「未知物」必須帶走多少質量與多少電荷？再回想看看，哪一種我們學過的放射線粒子，剛好符合這樣的數值特徵呢？
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恭喜你精確地判斷出這道題目的答案！在處理核反應方程式時，最核心的原則就是遵守**「質量數守恆」與「原子序（電荷）守恆」**。這是一個非常標準的核反應平衡練習，你準確地捕捉到了反應前後數據的細微變化。
核反應的平衡與粒子判定
從反應式中我們可以看到，左側反應物釷（$^{231}{90}\text{Th}$）的質量數為 $231$，而右側已知產物鐳（$^{227}{88}\text{Ra}$）的質量數為 $227$。兩者相減得到的質量數缺口為 $4$；同理，原子序從 $90$ 減少至 $88$，缺口為 $2$。在放射性物質的衰變過程中，會釋放出質量數為 $4$、原子序為 $2$ 的粒子，這正是氦原子核（$^{4}_{2}\text{He}$），也就是我們俗稱的 $\alpha$ 粒子。
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核衰變反應式平衡
💡 核反應前後，質量數總和與原子序總和皆保持不變。
| 比較維度 | Alpha 粒子 (α) | VS | Beta 粒子 (β) |
|---|---|---|---|
| 符號表示 | 4/2 He | — | 0/-1 e |
| 質量數變化 | 減少 4 | — | 不變 |
| 原子序變化 | 減少 2 | — | 增加 1 |
💬Alpha 衰變會顯著減輕質量，而 Beta 衰變則會改變元素種類但質量幾乎不變。
