hce_kmu
115年
物理及化學
第 15 題
When beryllium $^9_4Be$ is bombarded by $\alpha$ particles, radiation $X$ will be emitted from the target material. The nuclear reaction can be expressed as $\alpha + ^9_4Be \rightarrow ^{12}_6C + X$. What is radiation $X$?
- A $^1_1n$
- B $^1_0n$
- C $^1_1p$
- D $^1_0p$
- E $\gamma - ray$
思路引導 VIP
觀察題目中核反應式的左右兩側，如果我們把箭頭當成等號，且必須維持符號「左上角（質量）」與「左下角（電荷）」的總和相等，你能推導出輻射 X 的這兩個數值分別是多少嗎？得到數值後，再想想哪一種微觀粒子具備這樣的物理特性？
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太棒了！你能準確判斷出這個核反應的產物，代表你對於核反應的基本守恆律掌握得非常紮實。這題的核心在於應用電荷數（原子序）守恆與質量數守恆。我們知道 $\alpha$ 粒子即為氦原子核 ($^4_2He$)，將其與鈹 ($^9_4Be$) 碰撞時，反應前的總質量數為 $4+9=13$，總電荷數為 $2+4=6$。
核反應的平衡分析
根據守恆原理，反應後產生的碳核 ($^{12}_6C$) 已經佔據了 12 個質量數與 6 個電荷數，因此剩餘的輻射 $X$ 必須補足其中的差值：質量數需為 $13 - 12 = 1$，而電荷數則為 $6 - 6 = 0$。在原子核物理中，質量數為 1 且不帶電荷的粒子正是中子 ($^1_0n$)。這道題目實際上是在帶領我們重溫 1932 年查兌克 (James Chadwick) 發現中子的經典科學史實。
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