镎衰变链
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镎衰变链是放射性核素镎-237的衰变链。本衰变链自镎-237开始，衰变产物包括以下几种元素的放射性同位素：镤、铀、钍、镭、锕、钫、砹、氡、铋、钋、铊和铅，最后终止于稳定的铊-205。[1][2]由于母核镎-237的半衰期仅有214万年，远短于地球的年龄，因此本衰变链已经在自然界中衰变殆尽，只剩下最后的两个核素：铋-209和铊-205在自然界大量存在。较老的文献会把铋-209列为本衰变链的最终产物[3]，因为铋-209长久以来一直被认为是稳定核素，但2003年法国的研究小组指出该核素具有极微弱的放射性，会发生α衰变形成铊-205，半衰期长达2.01×1019 年。[4]由于这条衰变链在1947–1948年才被发现和研究，[5]因此该链的核素都没有历史名称。
本衰变链中的每个核素的质量数可以下式表示：A = 4n + 1，故本衰变链亦称为4n + 1系列。[3]
该链从锎-249衰变成铊-205所释放的总能量（包括放出中微子损失的能量）为66.8MeV。
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| 核素 | 衰变形式 | 半衰期 | 释放能量，MeV[a] | 衰变产物 |
|---|---|---|---|---|
| 249Cf | α | 351年 | 5.813+.388 | 245Cm |
| 245Cm | α | 8500年 | 5.362+.175 | 241Pu |
| 241Pu | β− | 14.4年 | 0.021 | 241Am |
| 241Am | α | 432.7年 | 5.638 | 237Np |
| 237Np | α | 2.14·106年 | 4.959 | 233Pa |
| 233Pa | β− | 27.0天 | 0.571 | 233U |
| 233U | α | 1.592·105年 | 4.909 | 229Th |
| 229Th | α | 7340年 | 5.168 | 225Ra |
| 225Ra | β− | 14.9天 | 0.36 | 225Ac |
| 225Ac | α | 10.0天 | 5.935 | 221Fr |
| 221Fr | α 99.9952% β− 0.0048% |
4.8分钟 | 6.3 0.314 |
217At 221Ra |
| 221Ra | α | 28秒 | 6.9 | 217Rn |
| 217At | α 99.992% β− 0.008% |
32毫秒 | 7.0 0.737 |
213Bi 217Rn |
| 217Rn | α | 540微秒 | 7.9 | 213Po |
| 213Bi | β− 97.80% α 2.20% |
46.5分钟 | 1.423 5.87 |
213Po 209Tl |
| 213Po | α | 3.72微秒 | 8.536 | 209Pb |
| 209Tl | β− | 2.2分钟 | 3.99 | 209Pb |
| 209Pb | β− | 3.25小时 | 0.644 | 209Bi |
| 209Bi | α | 2.01×1019年 | 3.137 | 205Tl |
| 205Tl | - | 稳定 | - | 无 |
- ^ “释放能量”不等于衰变射线的能量。如果为α衰变，α粒子能量比“释放能量”偏小。如果为β衰变，β射线能量为连续谱，最大不超过该能量。详细衰变数据可参考：Berkeley Laboratory Isotopes Project 整理的相关数据： https://web.archive.org/web/20061205022425/http://ie.lbl.gov/education/isotopes.htm 或者 NNDC, Brookhaven National Laboratory 整理的相关数据：http://www.nndc.bnl.gov/chart/ （页面存档备份，存于互联网档案馆） 。
特征 编辑
存在 编辑
除了长寿的铋-209和稳定的铊-205外，其他镎衰变链核素在现今自然界中也依然有痕量的存在，这是因为铀矿中的铀-238俘获中子后会产生痕量镎-237。[6]世界各国的核试爆和核废料的泄漏也释出了不少镎-237至环境中。[7]此外，家中常见的电离烟雾探测器中，含有镅-241的电离室内也会积聚大量镎-237，它们是镅-241的衰变产物。
参见 编辑
参考文献 编辑
- ^ 1.0 1.1 Periodic Table Of Elements: LANL - Neptunium. Los Alamos National Laboratory. [2013-10-13]. （原始内容存档于2023-06-10）.
- ^ C. M. Lederer; J. M. Hollander; I. Perlman. Table of Isotopes 6th. New York: John Wiley & Sons. 1968.
- ^ 3.0 3.1 叶锡溶 蔡长书. 放射化學（第二版）. 台湾台北县: 新文京开发出版股份有限公司. 2008-03-26. ISBN 978-986-150-830-6 （中文（台湾））.
- ^ Audi, G.; Kondev, F. G.; Wang, M.; Huang, W. J.; Naimi, S. The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties (PDF). Chinese Physics C. 2017, 41 (3): 030001. Bibcode:2017ChPhC..41c0001A. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001.
- ^ Thoennessen, M. The Discovery of Isotopes: A Complete Compilation. Springer. 2016: 20. ISBN 978-3-319-31761-8. LCCN 2016935977. doi:10.1007/978-3-319-31763-2.
- ^ Peppard, D. F.; Mason, G. W.; Gray, P. R.; Mech, J. F. Occurrence of the (4n + 1) series in nature (PDF). Journal of the American Chemical Society. 1952, 74 (23): 6081–6084 [2020-10-25]. doi:10.1021/ja01143a074. （原始内容 (PDF)存档于2020-11-14）.
- ^ Koch, Lothar. Transuranium Elements. Transuranium Elements, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley. 2000. ISBN 978-3527306732. doi:10.1002/14356007.a27_167.