Question

6．在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（${\;}_{86}^{222}$Rn），由于衰变它放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相外切的圆，如图所示氡核的衰变是α（填α或β）衰变，大圆与小圆的直径之比为42：1．

Answer 1

分析 核衰变过程动量守恒，反冲核与释放出的粒子的动量大小相等，由外切圆的特点判断衰变的类型；结合带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式可得小粒子与反冲核的电荷量之比即可求出．

解答 解：静止的氡原子核（${\;}_{86}^{222}$Rn）衰变它放出一个粒子后，放出的粒子与反冲核运动的方向相反；由图可知，粒子运动的轨迹与反冲核的轨迹是外切圆，则反应刚刚结束时，二者受到的洛伦兹力的方向也相反，由左手定则可知，衰变放出的粒子的电性与反冲核的电性相同，带正电，所以该衰变为α衰变；
由质量数守恒和核电荷数守恒可知，${\;}_{86}^{222}$Rn衰变后的产物是${\;}_{84}^{218}Po$，
原子核的衰变过程满足动量守恒，可得两带电粒子动量大小相等，方向相反，就动量大小而言有：
m₁v₁=m₂v₂
由带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式可得：
r=$\frac{mv}{qB}$
所以，$\frac{{r}_{1}}{{r}_{2}}=\frac{{q}_{1}}{{q}_{2}}=\frac{84}{2}=\frac{42}{1}$
故答案为：α，42：1

点评 原子核的衰变过程类比于爆炸过程，满足动量守恒，而带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式中的分子恰好是动量的表达式，要巧妙应用．