簇衰變

簇衰變（cluster decay）是一種罕見的核衰變過程，其中原子核會發射出由中子和質子組成的小「團簇」 。該團簇的核子數比α粒子（4個）還要多，不過少於核裂變產物。^[1]

概述

並非所有放射性核素都會發生簇衰變，只會發生某些核素。事實上，簇衰變只發生在具有足夠原子能量來噴射部分原子核的重原子中。與α衰變相比，這種衰變形式的質量數減少幅度更大。

1984年，牛津大學的研究人員發現了簇衰變。檢測到的核素為²²³Ra。然而，當α粒子釋放速率為1時，簇衰變和¹⁴C核釋放的速率極小，約為8.5×10^-10[2]。

簇衰變介乎α衰變與自發裂變之間，α衰變是原子核裂解出⁴He，而自發裂變則是重原子核分離成兩個甚至數個原子，然後再裂解出幾個中子。 自發裂變以子產物的概率分佈結束，有別於簇衰變。 在簇衰變中，產生的粒子都是較輕的原子核，而且在衰變方法中總是產生相同的粒子。 目前已發現超過20種原子核偶爾會以產生簇衰變的方式進行衰變。^[3]。

氚和氘核是已知的放射性衰變產物。氦-6偶爾會因釋放氘核而衰變，氦-8則會因釋放氚而短暫衰變。這意味着其他稀有同位素，例如在加速器中進行了大量研究的氦粒子，也可以以這種方式衰變。

參考文獻

1. Kondev, F. G.; Wang, M.; Huang, W. J.; Naimi, S.; Audi, G. The NUBASE2020 evaluation of nuclear properties (PDF). Chinese Physics C. 2021, 45 (3): 030001. doi:10.1088/1674-1137/abddae."
2. Rose, H. J. and Jones, G. A. A new kind of natural radioactivity. Nature. 1984-01-19, 307: 245–247. doi:10.1038/307245a0.
3. Baum, E. M.; et al. Nuclides and Isotopes: Chart of the nuclides 16th ed.. Knolls Atomic Power Laboratory (Lockheed Martin). 2002. 引文格式1維護：顯式使用等標籤 (link)