镎衰变链

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

本衰变链的一个独特特征是惰性气体氡仅在分支衰变链中产生，而不處於主要的衰变途徑中，且生成的氡同位素217
Rn
半衰期極短。因此，來自本衰變鏈的氡氣在岩石中的遷移量遠不及其他三個衰變鏈中的氡。
本衰變鏈是四條衰變鏈中唯一結束於鉈同位素的系列，其他三條衰變鏈的終點皆為鉛的穩定同位素。^[1]
本衰變鏈是唯一一個砹和钫元素處在主要衰變鏈中的系列，其他三條衰變鏈中砹和钫要麼是稀有的分支衰變產物，要麼直接在衰變過程中被跳過。

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

釷衰變鏈：A = 4n的衰變系列。天然存在的三大衰變鏈之一。
鈾衰變鏈：A = 4n + 2的衰變系列。天然存在的三大衰變鏈之一。
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

^ ^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.

[6] “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）。

[lanl-1] 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）.

[2] C. M. Lederer; J. M. Hollander; I. Perlman. Table of Isotopes 6th. New York: John Wiley & Sons. 1968.

[radiochemistry-3] 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））.

[nubase-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.

[th2-5] 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.

[4n1-7] 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）.

[8] Koch, Lothar. Transuranium Elements. Transuranium Elements, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley. 2000. ISBN 978-3527306732. doi:10.1002/14356007.a27_167.

[1]