β+粒子与电子发生湮灭时,产生一对飞行方向相反的光子,每个光子的能量为A. 140keVB. 511keVC. 635keVD. 1.022MeV

本题考查正电子（β+）与电子湮灭反应中光子能量的计算，核心在于理解能量守恒和动量守恒的应用。
关键点：

1. 正电子与电子的静止质量相等，湮灭后总能量为两者静止能量之和；
2. 由于动量守恒，必须生成两个方向相反的光子，能量均分；
3. 单个光子能量为电子静止能量（511 keV），总能量为两倍（1.022 MeV）。

反应过程分析

正电子（β+）与电子（β−）湮灭的反应方程为：
$\beta^+ + \beta^- \to \gamma + \gamma$
湮灭后生成两个光子，方向相反，能量相等。

能量守恒计算

1. 总能量来源：正电子和电子的静止能量之和：
   $E_{\text{总}} = 2 m_e c^2$
   其中，$m_e c^2 = 511 \, \text{keV}$（电子静止能量）。
2. 分配给光子：根据动量守恒，两个光子能量相等，故每个光子能量为：
   $E_{\gamma} = \frac{E_{\text{总}}}{2} = m_e c^2 = 511 \, \text{keV}$

选项辨析

• 选项B（511 keV）：单个光子的能量，正确；
• 选项D（1.022 MeV）：总能量（两个光子之和），错误。