衰变链
种类
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文中提到的四条衰变链:钍(4n, 蓝色)、镎(4n+1, 紫色)、镭(4n+2, 红色)、和锕(4n+3, 绿色)。
最常见的四种放射性衰变为:α衰变、β衰变、逆β衰变(也可看作正电子发射和电子捕获)及同质异构转换。其中只有α衰变会改变原子核的原子量( A ),并一定把原子量减少四个单位。因此,所有衰变过程的母同位素与其衰变产物的原子量除以四后都会有相同的余数,把所有核素分为四类。一条可行的衰变链中的每一个核素都一定来自同一类。四类核素衰变时都产生氦-4(α粒子是氦-4的原子核)。
三条主衰变链存在于自然中,一般称为钍衰变系、镭衰变系和锕衰变系,各自于铅的一个稳定同位素终止。这些衰变链中的每个同位素的质量数可以分别表示为 A = 4 n 、 A = 4 n + 2和A = 4 n + 3。这三条链半衰期较长的初始同位素分别为钍-232、铀-238和铀-235,并在地球形成的时候便已存在,其中忽略自从1940年代以来的人工同位素及其衰变。钚的同位素钚-244和钚-239也有少量在自然中发现。
由于第四条衰变链的初始同位素镎-237的半衰期非常短(214万年),因此镎衰变系 A = 4 n + 1已经在自然中衰变殆尽,只剩下最后的限速阶段,也就是铋-209的衰变。这条衰变链的最终产物为铊-205。某些较老的文献把铋-209列为最终产物,但是最近的发现指出该同位素具有放射性,其半衰期为 1.9 × 10 年 。
另外也有许多较短的衰变链,如碳-14的衰变链。在地球上,这些衰变链的初始同位素大部分是由宇宙射线产生的。
参见
原子核物理学
放射性衰变
衰变产物
放射性同位素
参考资料
C.M. Lederer, J.M. Hollander, I. Perlman. Table of Isotopes 6th. New York: John Wiley & Sons. 1968.
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