镎衰变链

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7019200999999999999♠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。

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

1. “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

• 本衰变链的一个独特特征是稀有气体氡仅在分支衰变链中产生，而不处于主要的衰变途径中，且生成的氡同位素217
  Rn
  半衰期极短。因此，来自本衰变链的氡气在岩石中的迁移量远不及其他三个衰变链中的氡。
• 本衰变链是四条衰变链中唯一结束于铊同位素的系列，其他三条衰变链的终点皆为铅的稳定同位素。^[1]
• 本衰变链是唯一一个砹和钫元素处在主要衰变链中的系列，其他三条衰变链中砹和钫要么是稀有的分支衰变产物，要么直接在衰变过程中被跳过。

存在

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

• 钍衰变链：A = 4n的衰变系列。天然存在的三大衰变链之一。
• 铀衰变链：A = 4n + 2的衰变系列。天然存在的三大衰变链之一。
• 锕衰变链：A = 4n + 3的衰变系列。天然存在的三大衰变链之一。

参考文献

1. Periodic Table Of Elements: LANL - Neptunium. Los Alamos National Laboratory. [2013-10-13]. （原始内容存档于2023-06-10）.
2. C. M. Lederer; J. M. Hollander; I. Perlman. Table of Isotopes 6th. New York: John Wiley & Sons. 1968.
3. 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））.
4. 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.
5. 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.
6. 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）.
7. Koch, Lothar. Transuranium Elements. Transuranium Elements, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley. 2000. ISBN 978-3527306732. doi:10.1002/14356007.a27_167.