簇衰变

簇衰变（cluster decay）是一种罕见的核衰变过程，其中原子核会发射出由中子和质子组成的小“团簇”。该团簇的核子数比α粒子（4个）还要多，不过少于核裂变产物。^[1]

概述

并非所有放射性核素都会发生簇衰变，只有少数核素有机会发生。事实上，簇衰变只发生在具有足够原子能量来喷射部分原子核的重原子中。与α衰变类似，簇衰变也涉及量子物理学中的隧穿效应。质子和中子在母核内部形成小团簇，必须穿透库仑势垒才能脱离母核。不过与α衰变相比，这种衰变形式的质量数减少幅度更大。此外，原子核发生簇衰变的分支比（英语：Branching fraction）相对于α衰变非常小，是一种非常罕见的衰变现象。

1984年，牛津大学的研究人员发现了簇衰变。检测到的母核素为²²³Ra。然而，当α粒子释放速率为1时，簇衰变产生的¹⁴C核释放速率极小，约为8.5×10^-10[2]。

簇衰变介乎α衰变与自发裂变之间。α衰变是原子核发射出质量数为4的⁴He，而自发裂变则是重原子核裂变成两至数个较小的子核以及几个中子，产物的质量呈概率分布。在簇衰变中，母核发射的粒子都是具有特定质量数（＞4）的较轻原子核，已知的例子有¹⁴C、²⁴Ne、²⁸Mg等。目前已发现超过20种原子核偶尔会以簇衰变的方式进行衰变。^[3]。