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中六物理：核輻射 — 練習第三份（挑戰，10 題）
中六物理：核輻射 — 練習第三份（挑戰，10 題）
第三份集中在需要推理的判斷：γ 衰變後核仍可能不穩定、α 源在體內的危害、半衰期與活度的反比關係、碳-14 定年、鉛與紙的屏蔽差異、核反應中兩個數的守恆、β 正負衰變的分別，以及由活度變化反求半衰期與百分比。最後一題針對「衰變會停頓」這個錯誤想法。
快速答案 γ 只帶走能量、不改變核組成；α 在體外穿不過角質層、體內則傷害大；半衰期越短活度越高；17190 年為 3 個半衰期、剩 12.5%；鉛密度高、原子序大才有效屏蔽 γ；238 等於 234 加 4、92 等於 90 加 2；β 正衰變質子數減 1；9600 降至 1200 Bq 為 3 個半衰期、半衰期 9 小時；0.6 除 2.4 得 25%；衰變是連續指數衰減、不會停頓。
01 本卷資料（做完才看答案）
| 項目 | 內容 |
|---|---|
| 題數 | 10 題 |
| 建議時間 | 約 30 分鐘 |
| 難度分佈 | 基礎 4 · 進階 3 · 挑戰 2 · 錯題重練 1 |
| 對應章節 | 所屬章節：中六物理｜核輻射：三種輻射、衰變方程與半衰期 |
| 適用年級 | 挑戰 |
02 題目（10 題）
- 基礎為甚麼一個原子核放出 γ 射線之後，仍有可能再放出 α 粒子？
- 基礎為甚麼 α 射線的危害主要在吸入或吞入之後？
- 基礎三個質量相同的樣本，半衰期分別為 2 小時、2 天、2 年，哪一個活度最高？
- 基礎碳-14 的半衰期為 5730 年。一個有 17190 年歷史的樣本，剩下的碳-14 是原來的幾分之幾？
- 進階為甚麼屏蔽 γ 射線要用鉛板而不是紙張？
- 進階核反應中質量數與質子數為何要守恆？請用鈾-238 的 α 衰變說明。
- 進階β 負衰變與 β 正衰變有甚麼分別？
- 挑戰某樣本的活度由 9600 Bq 降至 1200 Bq 用了 27 小時，求它的半衰期。
- 挑戰某人一年接受 2.4 mSv 的額外劑量，其中 0.6 mSv 來自醫療檢查。醫療檢查佔額外劑量的百分之幾？
- 錯題重練同學說「衰變做到一半就會停一段時間，之後再繼續」，錯在哪裏？
03 答案與一句解說
| 題號 | 答案 | 一句解說 |
|---|---|---|
| 1 | γ 射線只把激發態的多餘能量帶走，原子核仍可能不穩定；只要質子數與中子數的組合仍未達穩定狀態，之後仍可經 α 或 β 衰變 | γ 衰變不改變核的組成，所以不會令不穩定核素變穩定。 |
| 2 | α 射線在體外連皮膚角質層也穿不過，但進入體內後會在極短距離內把能量全部沉積在細小組織，生物傷害很大 | 防護重點是避免把 α 源帶入體內，而不是怕它穿過皮膚。 |
| 3 | 半衰期 2 小時的樣本活度最高；半衰期越短，單位時間內衰變的原子核越多 | 活度與核素數目成正比，與半衰期成反比。 |
| 4 | 17190 ÷ 5730 = 3 個半衰期；剩下 1/2³ = 1/8，即 12.5% | 放射性定年就是由剩餘比例反推經過了幾個半衰期。 |
| 5 | γ 射線沒有質量也沒有電荷，要與高密度、高原子序材料的原子核和電子反覆作用才衰減；紙太薄、電子密度低，幾乎不吸收 γ | 屏蔽效果取決於材料的密度與厚度，不是顏色或硬度。 |
| 6 | 衰變前後核子總數與質子總數不變：238 = 234 + 4，92 = 90 + 2，兩邊都對得上 | 衰變方程只要兩邊兩個數都平衡，方程就寫對。 |
| 7 | β 負衰變是中子變成質子，放出電子和反微中子，質子數加 1；β 正衰變是質子變成中子，放出正電子和微中子，質子數減 1 | 兩者都保持質量數不變，差別在質子數的加減方向。 |
| 8 | 9600 → 4800 → 2400 → 1200 是 3 個半衰期；27 ÷ 3 = 9 小時 | 先用除法找出半衰期數目，再以總時間除以它。 |
| 9 | 0.6 ÷ 2.4 = 0.25，即 25% | 百分比要以額外劑量為分母，不是以總劑量為分母。 |
| 10 | 衰變是連續的指數衰減，衰變率與剩餘原子核數目成正比；半衰期只是統計上剩下一半所需的時間，過程不會停頓 | 圖線是平滑曲線，不會出現階梯或停頓。 |
04 做完之後怎樣跟進
- 對完答案，只重做錯的那幾題，並在錯題旁寫出錯在哪一步（公式、單位還是抄錯數）。
- 同一題隔兩日再做一次；兩次都對才可以移到下一份練習。
- 家長只需看答案欄與解說欄，不必逐題講解。
本卷題目與答案由 TutorZone 團隊原創編寫，並非任何學校、出版社或考試局的試題；數值與答案均以程式核算。