镎衰变链
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镎衰变链是放射性核素镎-237的衰變鏈。本衰變鏈自镎-237開始,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,最後終止於穩定的鉈-205。[1][2]由於母核錼-237的半衰期僅有214万年,遠短於地球的年齡,因此本衰變鏈已經在自然界中衰變殆盡,只剩下最后的两个核素:铋-209和铊-205在自然界大量存在。較老的文獻會把鉍-209列為本衰變鏈的最終產物[3],因為鉍-209長久以來一直被認為是穩定核素,但2003年法國的研究小組指出該核素具有極微弱的放射性,會發生α衰變形成鉈-205,半衰期長達×1019 年。 2.01[4]由于这条衰变链在1947–1948年才被发现和研究,[5]因此該鏈的核素都没有历史名稱。
本衰變鏈中的每個核素的質量數可以下式表示:A = 4n + 1,故本衰變鏈亦稱為4n + 1系列。[3]
該鏈從鉲-249衰變成鉈-205所釋放的總能量(包括放出微中子損失的能量)為66.8MeV。
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分鐘 | 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分鐘 | 1.423 5.87 |
213Po 209Tl |
213Po | α | 3.72微秒 | 8.536 | 209Pb |
209Tl | β− | 2.2分鐘 | 3.99 | 209Pb |
209Pb | β− | 3.25小時 | 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) 。
特徵
存在
除了長壽的铋-209和穩定的铊-205外,其他錼衰變鏈核素在現今自然界中也依然有痕量的存在,這是因為鈾礦中的鈾-238俘獲中子後會產生痕量錼-237。[6]世界各國的核試爆和核廢料的洩漏也釋出了不少錼-237至環境中。[7]此外,家中常見的电离烟雾探测器中,含有镅-241的电离室內也会积聚大量镎-237,它们是镅-241的衰變產物。
參見
參考文獻
- ^ 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 葉錫溶 蔡長書. 放射化學(第二版). 台灣台北縣: 新文京開發出版股份有限公司. 2008-03-26. ISBN 978-986-150-830-6 (中文(臺灣)).
- ^ 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.