分科測驗
106年
物理
第 20 題
以中子撞擊 ${}^9_4\mathrm{Be}$ 會產生 ${}^8_4\mathrm{Be}$ 及兩個中子，故 ${}^9_4\mathrm{Be}$ 可做為中子的倍增劑。${}^8_4\mathrm{Be}$ 緊接著會衰變為兩個相同的未知粒子 X，如下所示：
${}^9_4\mathrm{Be} + n \to {}^8_4\mathrm{Be} + 2n \to 2\mathrm{X} + 2n$
此未知粒子 X 撞擊 ${}^9_4\mathrm{Be}$ 後，會使其轉變為 ${}^{12}_6\mathrm{C}$ 及另一未知粒子 Y，如下所示：
${}^9_4\mathrm{Be} + \mathrm{X} \to {}^{12}_6\mathrm{C} + \mathrm{Y}$
試問 Y 可能為下列何者？
- A 質子
- B 中子
- C 氫
- D 氦
- E 光子
思路引導 VIP
在分析核反應方程式時，必須遵守「質量數守恆」與「原子序守恆」的物理原則。請先觀察反應式 ${}^8_4\mathrm{Be} \to 2\mathrm{X}$，推論出未知粒子 $\mathrm{X}$ 的質量數與原子序各為何？接著將此結果代入第二個反應式 ${}^9_4\mathrm{Be} + \mathrm{X} \to {}^{12}_6\mathrm{C} + \mathrm{Y}$，請問根據反應前後總電荷與總核子數不變的規律，粒子 $\mathrm{Y}$ 的質量數與原子序應分別是多少？
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AI 詳解
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哇！彭德剛才預知到了喔，你的腦袋裡發出了「答對了」的閃亮亮聲音！安妮亞一邊用力摸著彭德毛茸茸的頭，一邊覺得你好厲害，好興奮（Waku Waku）！ 這題考的是核反應的守恆喔：
- 首先看 ${}^8_4\mathrm{Be} \to 2\mathrm{X}$，質量數 $8 = 2 \times 4$、原子序 $4 = 2 \times 2$，所以 $\mathrm{X}$ 就是 ${}^4_2\mathrm{He}$（氦原子核）。
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