放射性元素发生 alpha 衰变后，原子序数和质量数的变化情况是（）A. 原子序数降低 1，质量数减少 2B. 原子序数降低 2，质量数减少 4C. 原子序数升高 1，质量数不变D. 原子序数不变，质量数减少 2

本题考查放射性元素 $\alpha$ 衰变的知识以及原子序数和质量数的变化规律。解题思路是先明确 $\alpha$ 粒子的组成，再根据衰变过程中质量数和电荷数守恒的原则，分析原子序数和质量数的变化情况。

步骤一：明确 $\alpha$ 粒子的组成

$\alpha$ 粒子是氦原子核，由 2 个质子和 2 个中子组成。质子带正电，每个质子的电荷量为 $e$，中子不带电。所以 $\alpha$ 粒子的质量数为 $2 + 2 = 4$，电荷数为 $2$。

步骤二：根据衰变过程中质量数和电荷数守恒分析

设放射性元素的原子核符号为 $_{Z}^{A}X$，其中 $A$ 表示质量数，$Z$ 表示原子序数（即核电荷数）。发生 $\alpha$ 衰变后生成新核 $_{Z'}^{A'}Y$，并放出 $\alpha$ 粒子 $_{2}^{4}He$。
根据质量数守恒，衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和，即 $A = A' + 4$，移项可得 $A' = A - 4$，这表明质量数减少了 4。
根据电荷数守恒，衰变前的电荷数等于衰变后的电荷数之和，即 $Z = Z' + 2$，移项可得 $Z' = Z - 2$，这表明原子序数降低了 2。