鈾衰變鏈
鈾衰變鏈又稱鐳衰變鏈，是原始放射性核種鈾-238的衰變鏈，是自然界中現存的三大衰變鏈之一。該衰變鏈的起始核種為鈾-238，半衰期長達44.68億年，衰變產物包括以下幾種元素的短壽命放射性同位素：釷、鏷、鐳、氡、釙、砈、鉛、鉍、鉈和汞，它們都短暫或長期地存在於任何含有鈾元素的礦藏、化合物或合金中。該衰變鏈的最終產物為穩定的鉛-206。
本衰變鏈中的每個核種的質量數可以下式表示：A = 4n + 2，故本衰變鏈亦稱為4n + 2系列。[1]
該鏈從鈾-238衰變成鉛-206所釋放的總能量（包括放出微中子損失的能量）為51.7MeV。
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| 核種 | 舊元素符號[2] | 舊稱 | 衰變形式[3] | 半衰期 | 釋放能量，MeV[3][a] | 衰變產物[3] |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 250Cf | α | 13.08年 | 6.12844 | 246Cm | ||
| 246Cm | α | 4800年 | 5.47513 | 242Pu | ||
| 242Pu | α | 3.8·105年 | 4.98453 | 238U | ||
| 238U | UI | 鈾I（Uranium I） | α | 4.468·109年 | 4.26975 | 234Th |
| 234Th | UX1 | 鈾X1（Uranium X1） | β− | 24.10天 | 0.273088 | 234mPa |
| 234mPa | UX2, Bv | 鈾X2（Uranium X2）, Brevium | IT 0.16% β− 99.84% |
1.159分鐘 | 0.07392 2.268205 |
234Pa 234U |
| 234Pa | UZ | 鈾Z（Uranium Z） | β− | 6.70小時 | 2.194285 | 234U |
| 234U | UII | 鈾II（Uranium II） | α | 2.45·105年 | 4.8698 | 230Th |
| 230Th | Io | 鑀[b]（Ionium） | α | 75400年 | 4.76975 | 226Ra |
| 226Ra | Ra | 鐳（Radium） | α | 1600年 | 4.87062 | 222Rn |
| 222Rn | Rn | 鐳射氣（Radon；Radium Emanation） | α | 3.8235天 | 5.59031 | 218Po |
| 218Po | RaA | 鐳A（Radium A） | α 99.980% β− 0.020% |
3.098分鐘 | 6.11468 0.259913 |
214Pb 218At |
| 218At | α 99.9% β− 0.1% |
1.5秒 | 6.874 2.881314 |
214Bi 218Rn | ||
| 218Rn | α | 35毫秒 | 7.26254 | 214Po | ||
| 214Pb | RaB | 鐳B（Radium B） | β− | 26.8分鐘 | 1.019237 | 214Bi |
| 214Bi | RaC | 鐳C（Radium C） | β− 99.979% α 0.021% |
19.9分鐘 | 3.269857 5.62119 |
214Po 210Tl |
| 214Po | RaC' | 鐳C'（Radium C'） | α | 164.3微秒 | 7.83346 | 210Pb |
| 210Tl | RaC" | 鐳C"（Radium C"） | β− | 1.3分鐘 | 5.48213 | 210Pb |
| 210Pb | RaD | 鐳D（Radium D） | β− 100% α 1.9·10−6% |
22.20年 | 0.063487 3.7923 |
210Bi 206Hg |
| 210Bi | RaE | 鐳E（Radium E） | β− 100% α 1.32·10−4% |
5.012天 | 1.161234 5.03647 |
210Po 206Tl |
| 210Po | RaF | 鐳F（Radium F） | α | 138.376天 | 5.03647 | 206Pb |
| 206Hg | β− | 8.32分鐘 | 1.307649 | 206Tl | ||
| 206Tl | RaE | 鐳E（Radium E） | β− | 4.202分鐘 | 1.5322211 | 206Pb |
| 206Pb | RaG[4] | 鐳G（Radium G） | - | 穩定 | - | 無 |
- ^ 「釋放能量」不等於衰變射線的能量。如果為α衰變，α粒子能量比「釋放能量」偏小。如果為β衰變，β射線能量為連續譜，最大不超過該能量。詳細衰變數據可參考：Berkeley Laboratory Isotopes Project 整理的相關數據： https://web.archive.org/web/20061205022425/http://ie.lbl.gov/education/isotopes.htm 或者 NNDC, Brookhaven National Laboratory 整理的相關數據：http://www.nndc.bnl.gov/chart/ （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 。
- ^ 並非99號元素鑀（Einsteinium）。
參見
- 釷衰變鏈：A = 4n的衰變系列。天然存在的三大衰變鏈之一。
- 錼衰變鏈：A = 4n + 1的衰變系列。地球早期曾經存在的衰變鏈。
- 錒衰變鏈：A = 4n + 3的衰變系列。天然存在的三大衰變鏈之一。
參考文獻
- ^ 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））.
- ^ Thoennessen, M. The Discovery of Isotopes: A Complete Compilation. Springer. 2016: 19. ISBN 978-3-319-31761-8. LCCN 2016935977. doi:10.1007/978-3-319-31763-2.
- ^ 3.0 3.1 3.2 Evaluated Nuclear Structure Data File. National Nuclear Data Center. [2023-08-23]. （原始內容存檔於2023-03-15）.
- ^ Kuhn, W. LXVIII. Scattering of thorium C" γ-radiation by radium G and ordinary lead. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science. 1929, 8 (52): 628. ISSN 1941-5982. doi:10.1080/14786441108564923.