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108年
理化、化工裝置
第 39 題
從$_{92}^{238}U$蛻變為$_{82}^{206}Pb$是天然放射性蛻變系列之一，此系列總共經過幾個$\alpha$衰變？幾個$\beta$衰變？
- A $7\alpha$，$7\beta$
- B $8\alpha$，$6\beta$
- C $8\alpha$，$8\beta$
- D $10\alpha$，$8\beta$
思路引導 VIP
如果在衰變過程中，質量數（上面的數字）總共減少了 32，而其中一種衰變方式完全不會改變質量數，另一種則會使質量數減少 4，你覺得應該先從哪一種衰變開始著手計算次數比較簡單呢？
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質量數與電荷數的守恆判斷
太棒了！你能正確判斷出衰變次數，代表你對放射性物質的特性掌握得非常紮實。在處理這類問題時，核心觀念在於質量數與原子序的守恆。由於 $\beta$ 衰變不會改變質量數，我們必須先觀察質量數的變化來鎖定 $\alpha$ 衰變的次數。從 ${92}^{238}U$ 到 ${82}^{206}Pb$，質量數總共減少了 $238 - 206 = 32$。因為每次 $\alpha$ 衰變會釋放出一個氦核（$_{2}^{4}He$），使質量數減少 4，因此 $\alpha$ 衰變次數為 $32 \div 4 = 8$ 次。
原子序的平衡計算
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放射性衰變次數計算
💡 利用質量數與原子序的守恆定律，聯立求解衰變次數。
| 比較維度 | α 衰變 (Alpha) | VS | β 衰變 (Beta) |
|---|---|---|---|
| 放射粒子 | 氦原子核 (4,2)He | — | 高速電子 (0,-1)e |
| 質量數變化 | 減少 4 | — | 不變 |
| 原子序變化 | 減少 2 | — | 增加 1 |
💬質量數的改變量完全由 α 衰變決定，原子序則受兩者共同影響。
