วิกิพีเดียภาษาไทย
กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 8 นาที

ห่วงโซ่การสลายตัว

ในวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์ห่วงโซ่การสลายตัวหมายถึงลำดับการสลายตัวของกัมมันตรังสี ที่คาดการณ์ได้ ซึ่งเกิดขึ้นกับนิวเคลียสของธาตุเคมีที่ไม่เสถียรบางชนิด

ห่วงโซ่การสลายตัว

ในวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์ห่วงโซ่การสลายตัวหมายถึงลำดับการสลายตัวของกัมมันตรังสี ที่คาดการณ์ได้ ซึ่งเกิดขึ้นกับนิวเคลียสของธาตุเคมีที่ไม่เสถียรบางชนิด

ไอโซโทปรังสีมักไม่สลายตัวโดยตรงไปเป็นไอโซโทปเสถียรแต่จะสลายตัวไปเป็นไอโซโทปรังสีอื่น ไอโซโทปที่เกิดขึ้นจากการปล่อยรังสีนี้จะสลายตัวต่อไปเป็นไอโซโทปรังสีอื่น ซึ่งมักจะเป็นไอโซโทปรังสีเช่นกัน ห่วงโซ่การสลายตัวนี้จะสิ้นสุดลงที่ไอโซโทปเสถียร เสมอ ซึ่งนิวเคลียสของไอโซโทปเสถียรนี้จะไม่มีพลังงานส่วนเกินที่จำเป็นต่อการปล่อยรังสีอีกต่อไป ไอโซโทปเสถียรเหล่านี้จึงกล่าวได้ว่าได้ถึงสถานะพื้นฐานแล้ว

ขั้นตอนหรือลำดับขั้นในห่วงโซ่การสลายตัวจะถูกอ้างอิงตามความสัมพันธ์กับขั้นตอนก่อนหน้าหรือขั้นตอนถัดไป ดังนั้นไอโซโทปแม่คือไอโซโทปที่สลายตัวเพื่อสร้างไอโซโทปลูกตัวอย่างเช่น ธาตุที่ 92 ยูเรเนียมมีไอโซโทปที่มีนิวตรอน 144 ตัว ( 236U )และมันสลายตัวเป็นไอโซโทปของธาตุที่ 90 ธ อร์เรียมซึ่งมีนิวตรอน 142 ตัว ( 232Th ) ไอโซโทปลูกอาจเสถียรหรืออาจสลายตัวต่อไปเพื่อสร้างไอโซโทปลูกอีกตัว232Thทำเช่นนี้เมื่อมันสลายตัวเป็นเรเดียม-228ไอโซโทปลูกของไอโซโทปลูก เช่น228Raบางครั้งเรียกว่าไอโซโทปหลาน228Ra จะสลายตัวและ แปรสภาพต่อไปอีกแปดครั้งจนกระทั่งได้ไอโซโทปที่เสถียรคือ208Pb ซึ่ง เป็นการสิ้นสุด ห่วง โซ่การสลายตัวของ236U

ระยะเวลาที่อะตอมของไอโซโทปแม่จะสลายตัวไปเป็นไอโซโทปลูกนั้นโดยพื้นฐานแล้วคาดเดาไม่ได้และแตกต่างกันอย่างมาก สำหรับนิวเคลียสแต่ละตัวนั้นไม่ทราบสาเหตุที่แน่ชัดของ กระบวนการนี้ และดังนั้นเวลาที่เกิดกระบวนการจึงเป็นแบบสุ่มโดยสมบูรณ์การทำนายเพียงอย่างเดียวที่สามารถทำได้คือการทำนายทางสถิติ ซึ่งแสดงถึงอัตราการสลายตัวโดยเฉลี่ย อัตรานี้สามารถแสดงได้โดยการปรับเส้นโค้งของการกระจายแบบเอกซ์โปเนนเชียล ที่ลดลง ด้วยค่าคงที่การสลายตัว ( λ ) ที่เฉพาะเจาะจงสำหรับไอโซโทป นั้น ๆ ด้วยความเข้าใจนี้ การสลายตัวของกัมมันตรังสีของประชากรเริ่มต้นของอะตอมที่ไม่เสถียรเมื่อเวลาผ่านไปtจะเป็นไปตามเส้นโค้งที่กำหนดโดยe − λt

คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของวัสดุกัมมันตรังสีใดๆ ก็ตาม มาจากการวิเคราะห์นี้ นั่นคือ ครึ่งชีวิตซึ่งหมายถึงเวลาที่ต้องใช้เพื่อให้ครึ่งหนึ่งของอะตอมกัมมันตรังสีจำนวนหนึ่งสลายตัว และมีความสัมพันธ์ผกผันกับค่าคงที่การสลายตัวของไอโซโทปλมีการกำหนดค่าครึ่งชีวิตในห้องปฏิบัติการสำหรับนิวไคลด์กัมมันตรังสีหลายชนิด และค่าครึ่งชีวิตอาจมีตั้งแต่เกือบจะเกิดขึ้นทันที— ไฮโดรเจน-5สลายตัวในเวลาน้อยกว่าที่โฟตอนจะเคลื่อนที่จากปลายด้านหนึ่งของนิวเคลียสไปยังอีกด้านหนึ่ง—ไปจนถึงยาวนานกว่าอายุของจักรวาล ถึงสิบสี่ อันดับของขนาด : เทลลูเรียม-128มีครึ่งชีวิต 100 μm/m²2.2 × 10 24  ปี​

การคำนวณปริมาณโดยใช้ฟังก์ชัน Bateman สำหรับ241 Pu

สมการเบทแมนทำนายปริมาณสัมพัทธ์ของไอโซโทปทั้งหมดที่ประกอบเป็นห่วงโซ่การสลายตัวที่กำหนด เมื่อห่วงโซ่การสลายตัวดำเนินไปนานพอที่ผลิตภัณฑ์ลูกบางส่วนได้ไปถึงปลายห่วงโซ่ที่เสถียร (เช่น ไม่เป็นกัมมันตรังสี) ห่วงโซ่การสลายตัวที่ไปถึงสถานะนี้ ซึ่งอาจต้องใช้เวลาหลายพันล้านปี เรียกว่าอยู่ในสภาวะสมดุลตัวอย่างวัสดุกัมมันตรังสีที่อยู่ในสภาวะสมดุลจะสร้างปริมาณกัมมันตรังสีที่คงที่และลดลงอย่างต่อเนื่องเมื่อไอโซโทปที่ประกอบขึ้นเป็นวัสดุนั้นเคลื่อนที่ผ่านห่วงโซ่การสลายตัว ในทางกลับกัน หากตัวอย่างวัสดุกัมมันตรังสีได้รับการเสริมไอโซโทป หมายความว่ามีไอโซโทปกัมมันตรังสีอยู่ในปริมาณที่มากกว่าที่จะมีอยู่หากห่วงโซ่การสลายตัวเป็นสาเหตุเดียวของการมีอยู่ของมัน ตัวอย่างนั้นจะเรียกว่าอยู่นอกสภาวะสมดุลผลที่ตามมาที่ไม่เป็นไปตามสัญชาตญาณของความไม่สมดุลนี้คือ ตัวอย่าง วัสดุ ที่เสริมไอโซโทปอาจมีกัมมันตรังสีเพิ่มขึ้นเป็นครั้งคราว เนื่องจากผลิตภัณฑ์ลูกที่มีกัมมันตรังสีสูงกว่าสารตั้งต้นสะสมตัวขึ้น ยูเรเนียม เสริมสมรรถนะและ ยูเรเนียม ลดสมรรถนะต่างก็เป็นตัวอย่างของปรากฏการณ์นี้

ประวัติศาสตร์

ธาตุเคมีเกิดขึ้นสองช่วง ช่วงแรกเริ่มต้นไม่นานหลังจากบิ๊กแบงในช่วงเวลา 10 วินาทีถึง 20 นาทีหลังจากการกำเนิดของจักรวาลการควบแน่นของอะตอมเบาในช่วงแรกสุดเป็นสาเหตุของการสร้างธาตุที่เบาที่สุดสี่ชนิด ส่วนใหญ่ของผลิตภัณฑ์ดั้งเดิมนี้ประกอบด้วยไอโซโทปที่เบาที่สุดสามชนิดของไฮโดรเจนได้แก่โปรเทียมดิวเทอเรียมและท ริเทียม และไอโซโทป สองชนิดจากเก้าชนิดของฮีเลียม ที่รู้จัก ได้แก่ฮีเลียม-3และฮีเลียม-4นอกจากนี้ยังอาจมีการผลิต ลิเธียม-7และเบริลเลียม-7ในปริมาณเล็กน้อย ด้วย

เท่าที่ทราบ ธาตุหนักทั้งหมดเริ่มเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 100 ล้านปีต่อมา ในระยะที่สองของการสังเคราะห์นิวเคลียสซึ่งเริ่มต้นพร้อมกับการกำเนิดของ ดาวฤกษ์ ดวงแรก[ 1 ]เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ขับเคลื่อนวิวัฒนาการของดาวฤกษ์มีความจำเป็นในการสร้างธาตุหนักกว่าฮีเลียมจำนวนมาก และ เชื่อกันว่ากระบวนการ rและsของการจับนิวตรอนที่เกิดขึ้นในแกนกลางของดาวฤกษ์ได้สร้างธาตุดังกล่าวทั้งหมดจนถึงเหล็กและนิกเกล (เลขอะตอม 26 และ 28) สภาวะสุดขั้วที่ เกิดขึ้น พร้อมกับ การระเบิด ของซูเปอร์โนวาสามารถสร้างธาตุระหว่างออกซิเจนและรูบิเดียม (เช่น เลขอะตอม 8 ถึง 37) การสร้างธาตุหนัก รวมถึงธาตุที่ไม่มีไอโซโทปเสถียร—ธาตุทั้งหมดที่มีเลขอะตอมมากกว่าตะกั่ว 82—ดูเหมือนจะอาศัยการสังเคราะห์นิวเคลียสแบบ r ที่ทำงานท่ามกลางความเข้มข้นมหาศาลของนิวตรอนอิสระที่ปล่อยออกมาในระหว่าง การรวมตัว ของ ดาวนิวตรอน

ไอโซโทปส่วนใหญ่ของธาตุเคมีแต่ละชนิดที่มีอยู่ในโลกปัจจุบันนั้น เกิดขึ้นจากกระบวนการดังกล่าวไม่ช้ากว่าช่วงเวลาที่โลกของเราก่อตัวขึ้นจากจานดาวเคราะห์ก่อน กำเนิดของดวงอาทิตย์ เมื่อประมาณ 4.5 พันล้านปีก่อน ข้อยกเว้นสำหรับธาตุที่เรียกว่า ธาตุ ดั้งเดิม เหล่านี้ คือ ธาตุที่เกิดจากการสลายตัวของนิวเคลียสแม่ที่ไม่เสถียรทางกัมมันตรังสี โดยดำเนินไปตามห่วงโซ่การสลายตัวหลายสาย ซึ่งแต่ละสายจะสิ้นสุดลงด้วยการผลิตไอโซโทปเสถียร 1 ใน 251 ชนิดที่รู้จักกัน นอกเหนือจากการสังเคราะห์นิวเคลียสในอวกาศหรือดวงดาว และห่วงโซ่การสลายตัวแล้ว วิธีอื่น ๆ ในการผลิตธาตุเคมีนั้นต้องอาศัยอาวุธนิวเคลียร์เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ( ทั้งที่เกิดขึ้น เองตามธรรมชาติหรือที่มนุษย์สร้างขึ้น ) หรือ การประกอบนิวเคลียสทีละอะตอมอย่างยากลำบาก ด้วยเครื่อง เร่ง อนุภาค

ไอโซโทปที่ไม่เสถียรจะสลายตัวเป็นผลิตภัณฑ์ลูก (ซึ่งบางครั้งอาจไม่เสถียรยิ่งกว่าเดิม) ในอัตราที่กำหนด และในที่สุด มักจะหลังจากกระบวนการสลายตัวหลายครั้ง ก็จะถึงไอโซโทปที่เสถียร โดยมีไอโซโทปที่เสถียร 251 ชนิดในจักรวาล ในไอโซโทปที่เสถียร ธาตุเบาโดยทั่วไปจะมีอัตราส่วนของนิวตรอนต่อโปรตอนในนิวเคลียสต่ำกว่าธาตุหนัก ธาตุเบาเช่นฮีเลียม-4มีอัตราส่วนนิวตรอนต่อโปรตอนใกล้เคียง 1:1 ธาตุหนักที่สุดเช่นยูเรเนียมมีนิวตรอนใกล้เคียง 1.5 ตัวต่อโปรตอน (เช่น 1.587 ในยูเรเนียม-238 ) ไม่มีนิวไคลด์ใดที่หนักกว่าตะกั่ว-208 ที่เสถียร ธาตุหนักเหล่านี้ต้องสูญเสียมวลเพื่อให้เกิดความเสถียร ส่วนใหญ่โดยการสลายตัวแบบอัลฟา อีกวิธีหนึ่งที่ไอโซโทปที่มีอัตราส่วนนิวตรอนต่อโปรตอน (n/p) สูงจะสลายตัวคือการสลายตัวแบบเบตาซึ่งนิวไคลด์จะเปลี่ยนเอกลักษณ์ของธาตุในขณะที่ยังคงเลขมวลเดิมและลดอัตราส่วน n/p ลง สำหรับไอโซโทปบางชนิดที่มีอัตราส่วน n/p ค่อนข้างต่ำ จะมีการสลายตัวแบบเบตาผกผันซึ่งโปรตอนจะเปลี่ยนเป็นนิวตรอน ทำให้เข้าใกล้ไอโซโทปที่เสถียรมากขึ้น อย่างไรก็ตาม เนื่องจากปฏิกิริยาฟิชชันมักจะสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีนิวตรอนมากการปล่อยโพซิตรอนหรือการจับอิเล็กตรอนจึงเกิดขึ้นได้ยากเมื่อเทียบกับการปล่อยอิเล็กตรอน มีสายโซ่การสลายตัวแบบเบตาที่ค่อนข้างสั้นหลายสาย อย่างน้อยสองสาย (การสลายตัวแบบเบตาหนักและ การสลายตัวแบบ โพซิตรอน เบา ) สำหรับทุกน้ำหนักที่แน่นอนจนถึงประมาณ 207 และบางน้ำหนักที่มากกว่านั้น แต่สำหรับธาตุที่มีมวลสูงกว่า (ไอโซโทปที่หนักกว่าตะกั่ว) จะมีเพียงสี่เส้นทางเท่านั้นที่ครอบคลุมสายโซ่การสลายตัวทั้งหมด นี่เป็นเพราะว่ามีวิธีการสลายตัวหลักเพียงสองวิธีเท่านั้น คือการแผ่รังสีอัลฟาซึ่งลดเลขมวลลง 4 และการสลายตัวแบบเบตา ซึ่งทำให้เลขมวลไม่เปลี่ยนแปลง เส้นทางการสลายตัวทั้งสี่เรียกว่า 4n, 4n + 1, 4n + 2 และ 4n + 3 โดยเศษที่เหลือจากการหารเลขมวลอะตอมด้วยสี่จะให้ลำดับการสลายตัวของไอโซโทปนั้นๆ ยังมีวิธีการสลายตัวอื่นๆ อีก แต่โดยทั่วไปแล้วจะมีโอกาสเกิดขึ้นน้อยกว่าการสลายตัวแบบอัลฟาหรือเบตา (ไม่ควรคิดว่าโซ่เหล่านี้ไม่มีกิ่งก้านสาขา: แผนภาพด้านล่างแสดงกิ่งก้านสาขาของโซ่เพียงไม่กี่กิ่ง และในความเป็นจริงมีมากกว่านั้นมาก เนื่องจากมีไอโซโทปที่เป็นไปได้มากกว่าที่แสดงในแผนภาพ) ตัวอย่างเช่น อะตอมที่สามของนิโฮเนียม-278ที่สังเคราะห์ขึ้นนั้นเกิดการสลายตัวแบบอัลฟาหกครั้งจนกลายเป็นเมนเดเลเวียม-254ตามด้วยการจับอิเล็กตรอน (รูปแบบหนึ่งของการสลายตัวแบบเบตา) ไปยังเฟอร์เมียม-254และจากนั้นเกิดการสลายตัวแบบอัลฟาครั้งที่เจ็ดไปยังแคลิฟอร์เนียม-250 [ 2 ]ซึ่งหลังจากนั้นจะดำเนินตามโซ่ 4n + 2 (อนุกรมเรเดียม) ตามที่ระบุในบทความนี้ อย่างไรก็ตาม ซูเปอร์เฮฟวี่ที่ หนักที่สุดนิวไคลด์ที่สังเคราะห์ขึ้นจะไม่ถึงห่วงโซ่การสลายตัวทั้งสี่ เนื่องจากนิวไคลด์จะถึง นิวไคลด์ ที่เกิดการแตกตัวโดยธรรมชาติหลังจากการสลายตัวแบบอัลฟาเพียงไม่กี่ครั้ง ซึ่งจะยุติห่วงโซ่: นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นกับอะตอมสองอะตอมแรกของนิโฮเนียม-278 ที่สังเคราะห์ขึ้น[ 3 ] [ 4 ]เช่นเดียวกับนิวไคลด์ที่หนักกว่าทั้งหมดที่ผลิตขึ้น

สามในห่วงโซ่นั้นมีไอโซโทป (หรือนิวไคลด์) ที่มีอายุยืนยาวอยู่ใกล้ส่วนบนสุด นิวไคลด์ที่มีอายุยืนยาวนี้เป็นคอขวดในกระบวนการที่ห่วงโซ่ไหลไปอย่างช้าๆ และทำให้ห่วงโซ่ด้านล่าง "มีชีวิต" และไหลต่อไปได้ นิวไคลด์ที่มีอายุยืนยาวทั้งสามได้แก่ ยูเรเนียม-238 (ครึ่งชีวิต 4.463 พันล้านปี) ยูเรเนียม-235 (ครึ่งชีวิต 704 ล้านปี) และทอเรียม-232 (ครึ่งชีวิต 14.1 พันล้านปี) ห่วงโซ่ที่สี่ไม่มีนิวไคลด์ที่เป็นคอขวดที่มีอายุยืนยาวเช่นนั้นอยู่ใกล้ส่วนบนสุด ดังนั้นห่วงโซ่นั้นจึงสลายตัวไปนานแล้วจนถึงนิวไคลด์สุดท้ายก่อนสิ้นสุด นั่นคือ บิสมัท-209 นิวไคลด์นี้เคยคิดว่าเสถียร แต่ในปี 2003 พบว่าไม่เสถียร โดยมีครึ่งชีวิตที่ยาวนานมากถึง 20.1 พันล้านล้านปี[ 5 ]เป็นขั้นตอนสุดท้ายในห่วงโซ่ก่อนแทลเลียม-205 ที่เสถียร เนื่องจากคอขวดนี้มีอายุยืนยาวมาก จึงมีการผลิตผลิตภัณฑ์การสลายตัวขั้นสุดท้ายในปริมาณน้อยมาก และสำหรับวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติส่วนใหญ่ บิสมัท-209 ถือเป็นผลิตภัณฑ์การสลายตัวขั้นสุดท้าย

ในอดีต ในช่วงไม่กี่ล้านปีแรกของประวัติศาสตร์ระบบสุริยะ มีนิวไคลด์มวลมากที่ไม่เสถียรอยู่มากกว่า และโซ่ทั้งสี่ก็ยาวกว่า เนื่องจากรวมถึงนิวไคลด์ที่สลายตัวไปแล้ว ที่น่าสังเกตคือ244 Pu, 237 Np และ247 Cm มีครึ่งชีวิตมากกว่าหนึ่งล้านปี และจะเป็นคอขวดที่สูงกว่าในโซ่ 4n, 4n+1 และ 4n+3 ตามลำดับ[ 6 ] - 244 Pu และ247 Cm ได้รับการระบุว่าเคยมีอยู่ (ไม่มีนิวไคลด์ที่มีครึ่งชีวิตมากกว่าหนึ่งล้านปีเหนือ238 U ในโซ่ 4n+2) ปัจจุบันไอโซโทปที่เคยสูญพันธุ์เหล่านี้บางส่วนกลับมามีอยู่อีกครั้งเนื่องจากมีการผลิตขึ้น ดังนั้นพวกมันจึงกลับเข้ามาอยู่ในห่วงโซ่อีกครั้ง: พลูโตเนียม-239 ซึ่งใช้ในอาวุธนิวเคลียร์ เป็นตัวอย่างสำคัญ โดยสลายตัวเป็นยูเรเนียม-235 ผ่านการปล่อยอัลฟาด้วยครึ่งชีวิต 24,500 ปี นอกจากนี้ยังมีการผลิตเนปทูเนียม-237 ในปริมาณมาก ซึ่งเป็นการฟื้นคืนชีพห่วงโซ่ที่สี่ที่สูญหายไป[ 7 ]ตารางด้านล่างจึงเริ่มต้นห่วงโซ่การสลายตัวทั้งสี่ที่ไอโซโทปของแคลิฟอร์เนียมที่มีเลขมวลตั้งแต่ 249 ถึง 252

สรุปเส้นทางการสลายตัวทั้งสี่แบบ
ชื่อซีรีส์ธอร์เรียมเนปทูเนียมยูเรเนียม (หรือเรเดียม)แอกทิเนียม
เลขมวล4 น.4 n +14 n +24 n +3
นิวไคลด์ที่มีอายุยืนยาว232ธ. ( 244พู)209 Bi ( 237 Np)238ยู 235ยูนิต( 247ซม.)
ครึ่งชีวิต (พันล้านปี)14.1 (0.0813)20,100,000,000 ( 0.002144 )​4.463 0.704 (0.0156)
สิ้นสุดห่วงโซ่208พีบี205ทล206ตะกั่ว207พีบี

ห่วงโซ่ทั้งสี่นี้สรุปไว้ในแผนภูมิในส่วนถัดไป

ประเภทของการผุพัง

แผนภาพนี้แสดงให้เห็นถึงห่วงโซ่การสลายตัวทั้งสี่ที่กล่าวถึงในเนื้อหา ได้แก่ ธอร์เรียม (4n สีน้ำเงิน) เนปทูเนียม (4n+1 สีชมพู) เรเดียม (4n+2 สีแดง) และแอคติเนียม (4n+3 สีเขียว)

โหมดการสลายตัวของกัมมันตรังสีที่พบได้บ่อยที่สุดสี่โหมด ได้แก่ การสลายตัวแบบอัลฟา การสลายตัวแบบเบตา การสลายตัวแบบเบตาผกผัน (ซึ่งถือเป็นการปล่อยโพซิตรอนและการจับอิเล็กตรอนพร้อมกัน) และการเปลี่ยนไอโซเมอร์ในบรรดากระบวนการสลายตัวเหล่านี้ มีเพียงการสลายตัวแบบอัลฟา (การแตกตัวของ นิวเคลียส ฮีเลียม-4 ) เท่านั้นที่เปลี่ยนแปลงเลขมวลอะตอม ( A ) ของนิวเคลียส และจะลดลงสี่เสมอ ด้วยเหตุนี้ การสลายตัวเกือบทุกชนิดจะส่งผลให้นิวเคลียสมีเลขมวลอะตอมที่มีเศษเหลือ เท่าเดิม หารด้วย 4 สิ่งนี้แบ่งรายการของนิวไคลด์ออกเป็นสี่กลุ่ม แต่ละกลุ่มก่อให้เกิดห่วงโซ่การสลายตัวหลัก

สามในสี่กลุ่มนี้สามารถพบเห็นได้ง่ายในธรรมชาติ โดยทั่วไปเรียกว่าอนุกรมทอเรียม อนุกรม เรเดียมหรือยูเรเนียม และ อนุกรม แอคติเนียมซึ่งเป็นตัวแทนของสามในสี่กลุ่มนี้ และสิ้นสุดที่ไอโซโทปเสถียรที่แตกต่างกันสามชนิดของตะกั่ว เลขมวลของไอโซโทปแต่ละตัวในห่วงโซ่สามารถแสดงได้เป็นA  = 4n , A  = 4n  + 2 หรือ A = 4n +  3 ตามลำดับ ไอโซโทปเริ่มต้นที่มีอายุยืนยาวของไอโซโทปทั้งสามนี้ ได้แก่ทอเรียม-232 ยูเรเนียม-238และยูเรเนียม-235 ตามลำดับ มีอยู่มาตั้งแต่การก่อตัวของโลก โดยไม่นับรวมไอโซโทปสังเคราะห์และการสลายตัวของพวกมันที่เกิดขึ้นตั้งแต่ปี 1940 เป็นต้นมา

เนื่องจากไอโซโทปเริ่มต้นเนปทูเนียม-237 มี ครึ่งชีวิต ค่อนข้างสั้น (2.144 ล้านปี) โซ่ที่สี่ ซึ่ง เป็นอนุกรม เนปทูเนียมที่มีA  = 4n +  1 จึงสูญพันธุ์ไปแล้วในธรรมชาติ ยกเว้นขั้นตอนสุดท้ายที่จำกัดอัตรา คือ การสลายตัวของบิสมัท-209 อย่างไรก็ตาม ร่องรอยของ237Npและผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวของมันเกิดขึ้นในธรรมชาติ อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยานิวตรอนในแร่ยูเรเนียม การจับนิวตรอนโดยธอร์เรียมธรรมชาติเพื่อให้ได้233Uก็เป็นไปได้เช่นกัน[ 8 ]ปัจจุบันทราบกันว่าไอโซโทปสุดท้ายของโซ่นี้คือแทลเลียม-205แหล่งข้อมูลเก่าบางแหล่งระบุไอโซโทปสุดท้ายเป็นบิสมัท-209 แต่ในปี 2003 พบว่ามันมีกัมมันตภาพรังสีน้อยมาก โดยมีครึ่งชีวิต2.01 × 10 19  ปี[ 9 ]​

นอกจากนี้ยังมีสายโซ่การสลายตัวที่ไม่ใช่ทรานส์ยูเรเนียมของไอโซโทปที่ไม่เสถียรของธาตุเบา เช่น ไอโซโทปของแมกนีเซียม-28และคลอรีน-39บนโลก ไอโซโทปเริ่มต้นส่วนใหญ่ของสายโซ่เหล่านี้ก่อนปี 1945 เกิดจากรังสีคอสมิกตั้งแต่ปี 1945 การทดสอบและการใช้อาวุธนิวเคลียร์ได้ปล่อยผลิตภัณฑ์ฟิสชัน กัมมันตรังสีจำนวนมากออกมา เช่นกัน ไอโซโทปเหล่านี้เกือบทั้งหมดสลายตัวด้วยโหมดการสลายตัวแบบ β− หรือ β +เปลี่ยนจากธาตุหนึ่งไปเป็นอีกธาตุหนึ่งที่มวลอะตอมเท่าเดิม ผลิตภัณฑ์ลูกสาวที่เกิดขึ้นภายหลังในสายโซ่ดังกล่าว ซึ่งอยู่ใกล้กับความเสถียรแบบเบตา มักจะมีครึ่งชีวิตที่ยาวนานกว่า

ห่วงโซ่การสลายตัวของนิวเคลียสหนัก (แอคติไนด์)

แอคติไนด์และผลิตภัณฑ์ฟิสชันตามครึ่งชีวิต
  • วี
  • ที
  • อี
แอคติไนด์[ 10 ]โดยห่วงโซ่การสลายตัว ช่วงครึ่งชีวิต ( a ) ผลิตภัณฑ์ฟิสชันของ235 Uตามผลผลิต[ 11 ]
4 n (ธอร์เรียม)4 n + 1 (เนปทูเนียม)4 n + 2 (เรเดียม)4 n + 3 (แอคติเนียม)4.5–7% 0.04–1.25% <0.001%
228รา№4–6 ก.155ยูโร+
248เล่ม [ 12 ]> 9 ก
244ซม.ƒ241ปูƒ250ลูกบาศก์ฟุต 227 Ac№10–29 ก.90ซีเนียร์ 85โครน 113ม Cdþ
232 Uƒ238พูƒ243ซม.ƒ29–97 ก.137ซี 151 Smþ121ม. Sn
249 Cfƒ242ม.อ.ƒ141–351 ก

ไม่มีผลิตภัณฑ์ฟิสชันใดที่มีครึ่งชีวิต อยู่ ในช่วง 100 ถึง 210 พันปี...

241ม.ƒ251 Cfƒ [ 13 ]430–900 ก.
226รา№247เล่ม 1.3–1.6 พันปี
240พู 229ธ. 246ซม.ƒ243ม.ƒ4.7–7.4 พันปีก่อนคริสตกาล
245ซม.ƒ250ซม. 8.3–8.5 พันปีก่อนคริสตกาล
239ปูƒ24.1 กิโล
230 Th№231 Pa№32–76 พันปีก่อนคริสตกาล
236 Npƒ233 Uƒ234 U№150–250 พันปี99 Tc₡126ส.น.
248ซม. 242พู 327–375 พันปีก่อนคริสตกาล79 Se₡
1.33 ล้านปี135ซีเอส₡
237 Npƒ1.61–6.5 ล้านปี93 Zr 107ปอนด์
236อุ 247ซม.ƒ15–24 ล้านปี129 I₡
244พู 80 ล้านปี

...ไม่เกิน 15.7 ล้านปี[ 14 ]

232 Th№238 U№235 Uƒ№0.7–14.1 พันล้านปี

ในตารางทั้งสี่ด้านล่างนี้ กิ่งก้านการสลายตัวที่เล็กมาก (ความน่าจะเป็นของการแตกกิ่งน้อยกว่าหนึ่งในล้าน) จะถูกละเว้นการแตกตัวแบบสปอนเทเนียสก็ถูกละเว้นเช่นกัน แม้ว่าจะมีขนาดใหญ่กว่านี้สำหรับนิวเคลียสคู่ที่หนักที่สุดและสามารถตรวจจับได้จนถึงธอร์เรียม ข้อมูลนิวเคลียร์ทั้งหมดนำมาจาก[ 9 ]เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ชื่อทางประวัติศาสตร์ของไอโซโทปถูกบันทึกไว้ใน[ 15 ]

พลังงานที่ปล่อยออกมานั้นรวมถึงพลังงานจลน์ทั้งหมดของอนุภาคที่ปล่อยออกมาทั้งหมด ( อิเล็กตรอนอนุภาคอัล ฟา ควอนตัมแกมมานิวตริโนอิเล็กตรอนออเกอร์และรังสีเอ็กซ์ ) และนิวเคลียสของผลิตภัณฑ์การสลายตัวที่กระเด็นออกมา ซึ่งสอดคล้องกับค่าที่คำนวณได้จากมวลอะตอม ตัวอักษร 'a' แทนปี (จากภาษาละตินannus )

ในตาราง (ยกเว้นอนุกรมเนปทูเนียม) จะมีการระบุชื่อทางประวัติศาสตร์ของนิวไคลด์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติไว้ด้วย ชื่อเหล่านี้ถูกใช้ในขณะที่ค้นพบและศึกษาห่วงโซ่การสลายตัวเป็นครั้งแรก ระบบที่ระบุไว้ได้รับการสรุปอย่างเป็นทางการในทศวรรษ 1920 แต่การระบุชื่อก่อนหน้านั้นด้วยจะทำให้เกิดความสับสนเกินไป จากชื่อทางประวัติศาสตร์เหล่านี้ เราจึงสามารถกำหนดชื่อไอโซโทปในปัจจุบันได้

ห่วงโซ่ธาตุพื้นฐานทั้งสามที่แสดงไว้ด้านล่าง ได้แก่ ธอร์เรียม ยูเรเนียม/เรเดียม (จากยูเรเนียม-238) และแอคติเนียม (จากยูเรเนียม-235) แต่ละห่วงโซ่จะสิ้นสุดด้วยไอโซโทปตะกั่วเฉพาะของตนเอง (ตะกั่ว-208 ตะกั่ว-206 และตะกั่ว-207 ตามลำดับ) ไอโซโทปตะกั่วทั้งหมดมีความเสถียรและพบได้ในธรรมชาติในฐานะนิวไคลด์พื้นฐานดังนั้นปริมาณส่วนเกินของไอโซโทปเหล่านี้เมื่อเทียบกับตะกั่ว-204 (ซึ่งมีต้นกำเนิดพื้นฐานเท่านั้น) จึงจำเป็นสำหรับการหาอายุหินด้วยวิธียูเรเนียม-ตะกั่ว อย่างแม่นยำ การเชื่อมโยงไอโซโทปมากกว่าหนึ่งชนิดจะทำให้ได้การหาอายุด้วยวิธีตะกั่ว-ตะกั่วซึ่งมีความแม่นยำยิ่งขึ้น

อนุกรมธอร์เรียม

ลำดับนิวตรอน 4n ของธอร์เรียม-232 มักเรียกว่า "อนุกรมธอร์เรียม" หรือ "ลำดับธอร์เรียม" อนุกรมนี้สิ้นสุดที่ตะกั่ว-208 ซึ่งเกิดจากการสลายตัวแบบอัลฟา 6 ครั้ง และแบบเบตา 4 ครั้ง จากธอร์เรียม

พลูโตเนียม-244 (ซึ่งปรากฏอยู่เหนือธอร์เรียม-232 หลายขั้น) มีอยู่ในระบบสุริยะยุคแรก[ 6 ]และมีอายุยืนยาวพอที่จะยังคงมีอยู่ในปริมาณเล็กน้อยในปัจจุบัน[ 16 ]แม้ว่าอาจจะตรวจไม่พบก็ตาม[ 17 ]

พลังงานทั้งหมดที่ปล่อยออกมาจากธอร์เรียม-232 ไปยังตะกั่ว-208 รวมทั้งพลังงานที่สูญเสียไปกับนิวตริโน คือ 42.65 MeV และจากแคลิฟอร์เนียม-252 คือ 71.11 MeV โดยสายโซ่หลังนี้มีขนาดใหญ่ที่สุดในบรรดาสายโซ่ทั้งสี่

นิวไคลด์ ชื่อทางประวัติศาสตร์ โหมดการสลายตัว ครึ่งชีวิต( a = ปี) พลังงานที่ปล่อยออกมามีระดับ MeV ผลิตภัณฑ์ ที่เน่าเปื่อย
สั้นยาว
252ซีเอฟα2.645 อะ 6.217 248ซม.
248ซม.α 3.48 × 105ก. 5.162 244พู
244พูα 8.13 × 107ก. 4.666 240ยูนิต
240ยูนิตเบต้า−14.1 ชั่วโมง 0.382 240ม Np [ 18 ]
240ม. NpIT 0.12% β − 99.88% 7.22 นาที 0.018 2.209 240 Np 240 Pu
240เอ็นพีเบต้า−61.9 นาที 2.191 240พู
240พูα 6561 ก 5.256 236อุ
236อุธอร์ยูเรเนียม[ 19 ]α 2.342 × 107ก. 4.573 232ธ.
232ธ.ไทย ธอร์เรียม α 1.40 × 1010ก. 4.082 228รา
228รามสธ. 1เมโซโทเรียม 1 เบต้า−5.75 ก. 0.046 228เอเคอร์
228เอเคอร์มสธ. 2เมโซโทเรียม 2 เบต้า−6.15 น. 2.123 228ธ.
228ธ.รดธ เรดิโอทอเรียม α 1.9125 เอ 5.520 224รา
224ราขอบคุณ ธอร์เรียม เอ็กซ์ α 3.632 วัน 5.789 220รน
220รนทีเอ็น ธอร์รอนการแผ่รังสีธอร์เรียม α 55.6 วินาที 6.405 216โป
216โปธา ธอร์เรียม เอ α 0.144 วินาที 6.906 212พีบี
212พีบีธบี ธอร์เรียม บี เบต้า−10.627 น. 0.569 212บีไอ
212บีไอThC ธอร์เรียม ซี β − 64.06% α 35.94% 60.55 นาที 2.252 6.207 212 Po 208 Tl
212โปThC′ ธอร์เรียม ซี′ α 294.4 นาโนวินาที 8.954 208พีบี
208ทลThC″ ธอร์เรียม ซี″ เบต้า−3.053 นาที 4.999 208พีบี
208พีบีThD ธอร์เรียม ดี มั่นคง

อนุกรมเนปทูเนียม

โซ่ 4n+1 ของเนปทูเนียม-237 มักเรียกว่า "อนุกรมเนปทูเนียม" หรือ "เนปทูเนียมแคสเคด" ในอนุกรมนี้ มีเพียงสองไอโซโทปที่เกี่ยวข้องเท่านั้นที่พบในธรรมชาติในปริมาณมาก ได้แก่ สองไอโซโทปสุดท้าย: บิสมัท-209 และแทลเลียม-205 ไอโซโทปอื่นๆ บางส่วนถูกตรวจพบในธรรมชาติ โดยมีต้นกำเนิดมาจากปริมาณเล็กน้อยของ237 Np ที่ผลิตโดยปฏิกิริยา น็อคเอาท์ (n,2n) ใน238 U ดั้งเดิม [ 8 ]

เนื่องจากอนุกรมนี้เพิ่งถูกค้นพบและศึกษาในปี พ.ศ. 2490–2491 [ 20 ]จึงไม่มีชื่อทางประวัติศาสตร์สำหรับนิวไคลด์ในอนุกรมนี้ อนุกรมการสลายตัวนี้มีความพิเศษเฉพาะตัวในบรรดาอนุกรมทั้งสี่ คือมีไอโซโทปของเรดอนที่ผลิตขึ้นเฉพาะในสาขาที่หายาก (ไม่ได้แสดงในภาพประกอบ) แต่ไม่ได้อยู่ในลำดับการสลายตัวหลัก ดังนั้นเรดอนจากอนุกรมการสลายตัวนี้จึงแทบจะไม่สามารถเคลื่อนที่ผ่านหินได้ นอกจากนี้ อนุกรมนี้ยังมีความพิเศษตรงที่สิ้นสุดที่ธัลเลียม (หรือในทางปฏิบัติคือบิสมัท) แทนที่จะเป็นตะกั่ว อนุกรมนี้สิ้นสุดด้วยไอโซโทปเสถียรธัลเลียม-205 การสลายตัวแบบอัลฟา 8 ครั้ง และการสลายตัวแบบเบตา 4 ครั้ง จากเนปทูเนียม

พลังงานทั้งหมดที่ปล่อยออกมาจากเนปทูเนียม-237 ไปยังแทลเลียม-205 รวมทั้งพลังงานที่สูญเสียไปกับนิวตริโนคือ 49.29 MeV และจากแคลิฟอร์เนียม-249 คือ 66.87 MeV เนื่องจากพลังงานในขั้นตอนสุดท้ายจากบิสมัทไปยังแทลเลียม แม้จะทราบแล้ว แต่ก็ยังไม่สามารถหาได้จนกว่าจะถึงอนาคตอันไกลโพ้น จึงอาจเป็นการดีกว่าที่จะอ้างอิงตัวเลข 46.16 MeV และ 63.73 MeV สำหรับบิสมัท-209

นิวไคลด์ โหมดการสลายตัว ครึ่งชีวิต( a = ปี) พลังงานที่ปล่อยออกมามีระดับ MeV ผลิตภัณฑ์ที่เน่าเปื่อย
249เปรียบเทียบα351 ก 6.293 245ซม.
245ซม.α 8250 ก. 5.624 241พู
241พูβ − 99.9975% α 0.0025% 14.33 น. 0.021 5.140 241อัม237ยู
241ม.α 432.6 ก. 5.638 237น.
237ยูเบต้า−6.752 วัน 0.518 237น.
237น.α 2.144×10 6 a 4.957 233ปา
233ปาเบต้า−26.98 วัน 0.570 233ยู
233ยูα 1.592×10 5 a 4.909 229ธ.
229ธ.α 7920 ก. 5.168 225รา
225ราβ - 99.9974% α 0.0026% [ 21 ] [ a ]14.8 วัน 0.356 5.097 225 Ac 221 Rn
225เอเคอร์α 9.919 วัน 5.935 221ฟร
221อาร์เอ็นβ − 78% α 22% 25.7 นาที 1.194 6.163 221 Fr 217 Po
221ฟรα 99.9952% β − 0.0048% 4.801 นาที 6.457 0.313 217ที่221รา
221ราα 25 วินาที 6.880 217อาร์เอ็น
217โปα 97.5% β − 2.5% 1.53 วินาที 6.662 1.488 213 Pb 217 At
217ที่α 99.992% β − 0.008% 32.6 มิลลิวินาที 7.202 0.736 213 Bi 217 Rn
217อาร์เอ็นα 590 ไมโครวินาที 7.888 213โป
213ตะกั่วเบต้า−10.2 นาที 2.028 213บีไอ
213บีไอβ − 97.91% α 2.09% 45.6 นาที 1.422 5.988 213 Po 209 Tl
213โปα 3.705 ไมโครวินาที 8.536 209พีบี
209ตลเบต้า−2.162 นาที 3.970 209พีบี
209พีบีเบต้า−3.235 ชั่วโมง 0.644 209บีไอ
209บีไอα 2.01×10 19 a 3.137 205ทล
205ทลมั่นคง
  1. ^ค่า 0.026% ที่พบในแหล่งข้อมูลอื่น เป็นข้อผิดพลาดจากการพิมพ์ ข้อมูลต้นฉบับได้ถูกอ้างอิงไว้ที่นี่แล้ว

อนุกรมยูเรเนียม

อนุกรมยูเรเนียม
(ภาพประกอบที่ครอบคลุมมากขึ้น)

ลำดับนิวคลีโอไทด์ 4n+2 ของยูเรเนียม-238 เรียกว่า "อนุกรมยูเรเนียม" หรือ "อนุกรมเรเดียม" โดยชื่อหลังมาจากสมาชิกตัวแรกที่รู้จักเมื่อมีการตั้งชื่อ คือ เรเดียม-226 อนุกรมนี้สิ้นสุดที่ตะกั่ว-206 ซึ่งเกิดจากการสลายตัวแบบอัลฟา 8 ครั้ง และแบบเบตา 6 ครั้ง จากยูเรเนียม

พลังงานทั้งหมดที่ปล่อยออกมาจากยูเรเนียม-238 ไปยังตะกั่ว-206 รวมทั้งพลังงานที่สูญเสียไปกับนิวตริโน คือ 51.69 MeV และจากแคลิฟอร์เนียม-250 คือ 68.28 MeV

นิวไคลด์ ชื่อทางประวัติศาสตร์ โหมดการสลายตัว ครึ่งชีวิต( a = ปี) พลังงานที่ปล่อยออกมามีระดับ MeV ผลิตภัณฑ์ ที่เน่าเปื่อย
สั้นยาว
250ลูกบาศก์ฟุตα13.08 น. 6.128 246ซม.
246ซม.α 4760 ก. 5.475 242พู
242พูα 3.75×10 5 a 4.984 238ยู
238ยูยูไอยูเรเนียม I α 4.463×10 9 a 4.270 234ธ.
234ธ.UX 1ยูเรเนียม X 1เบต้า−24.11 วัน 0.195 234m Pa [ 18 ]
234 ม.ปาสคาลUX 2 , Bv ยูเรเนียม X 2เบรเวียม IT 0.16% β − 99.84% 1.16 นาที 0.079 2.273 234 Pa 234 U
234ปายูเอส ยูเรเนียม Z เบต้า−6.70 ชั่วโมง 2.194 234ยู
234ยูยูไอไอยูเรเนียม II α 2.455×10 5 a 4.858 230ธ.
230ธ.ไอโอ ไอโอเนียม α 7.54×10 4 a 4.770 226รา
226รารา เรเดียม α1600 ก. 4.871 222อาร์เอ็น
222อาร์เอ็นอาร์เอ็น การปล่อย ก๊าซเรดอนและเรเดียม α 3.8215 วัน 5.590 218โป
218โปราเอ เรเดียม เอ α 99.98% β − 0.02% 3.097 นาที 6.115 0.257 214 Pb 218 At
218ที่α 100% β −1.28 วินาที 6.876 2.883 214 Bi 218 Rn
218ร.น.α 33.75 มิลลิวินาที 7.262 214โป
214ตะกั่วราบบี เรเดียม บี เบต้า−27.06 นาที 1.018 214บีไอ
214บีไอราซี เรเดียมซี β − 99.979% α 0.021% 19.9 นาที 3.269 5.621 214 Po 210 Tl
214โปราซี เรเดียม ซี α 163.5 ไมโครวินาที 7.833 210ตะกั่ว
210ตล.ราซี" เรเดียม ซี" β − β − ​​n 0.009% 1.30 นาที 5.481 0.296 210 Pb 209 Pb (ในอนุกรมเนปทูเนียม )
210ตะกั่วราด เรเดียม ดี β − α 1.9×10 −6 % 22.2 ก. 0.0635 3.793 210 Bi 206 Hg
210บิเรอี เรเดียมอี β − α 1.32×10 −4 % 5.012 วัน 1.161 5.035 210 Po 206 Tl
210โปกองทัพอากาศ เรเดียมเอฟ α 138.376 วัน 5.407 206ตะกั่ว
206ปรอทเบต้า−8.32 นาที 1.307 206ทล
206ทลเรย์" เรเดียมอี" เบต้า−4.20 นาที 1.532 206ตะกั่ว
206ตะกั่วแร็ก เรเดียม จี มั่นคง

อนุกรมแอคติเนียม

อนุกรมแอคติเนียม
( ภาพประกอบรายละเอียดเพิ่มเติม )

ลำดับนิวคลีโอไทด์ 4n+3 ของยูเรเนียม-235มักเรียกว่า "อนุกรมแอคติเนียม" หรือ "ลำดับแอคติเนียม" โดยเริ่มจากสมาชิกตัวแรกที่รู้จักเมื่อมีการตั้งชื่อ คือ แอคติเนียม-227 อนุกรมนี้สิ้นสุดที่ตะกั่ว-207 ซึ่งเกิดจากการสลายตัวแบบอัลฟา 7 ครั้ง และแบบเบตา 4 ครั้ง จากยูเรเนียม

ในระบบสุริยะยุคแรก โซ่นี้ย้อนกลับไปที่247ซม. สิ่งนี้ปรากฏให้เห็นในปัจจุบันในรูปแบบของการเปลี่ยนแปลงใน อัตราส่วน 235 U/ 238 U เนื่องจากคูเรียมและยูเรเนียมมีเคมีที่แตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัดและจึงมีการแบ่งส่วนที่แตกต่างกัน[ 6 ] [ 22 ]

พลังงานทั้งหมดที่ปล่อยออกมาจากยูเรเนียม-235 ไปยังตะกั่ว-207 รวมทั้งพลังงานที่สูญเสียไปกับนิวตริโน คือ 46.40 MeV และจากแคลิฟอร์เนียม-251 คือ 69.91 MeV

นิวไคลด์ ชื่อที่มีประวัติศาสตร์ โหมดการสลายตัว ครึ่งชีวิต( a = ปี) พลังงานที่ปล่อยออกมามีระดับ MeV ผลิตภัณฑ์ ที่เน่าเปื่อย
สั้นยาว
251เปรียบเทียบα900 ก. 6.177 247ซม.
247ซม.α 1.56×10 7 a 5.353 243พู
243พูเบต้า−4.955 ชั่วโมง 0.578 243ม.
243ม.α 7350 ก 5.439 239น.
239น.เบต้า-2.356 วัน 0.723 239พู
239พูα 2.411×10 4 a 5.244 235ยูนิต
235ยูนิตเอซียู แอคติโน-ยูเรเนียม α 7.04×10 8 a 4.678 231ธ.
231ธ.ยูวาย ยูเรเนียม Y เบต้า−25.52 น. 0.391 231ปา
231ปาปา โพรโทแอกทิเนียม α 3.27×10 4 a 5.150 227เอเคอร์
227เอเคอร์เอซี แอกทิเนียม β − 98.62% α 1.38% 21.772 เอ 0.045 5.042 227พ. 223ศ.
227ธ.รดแอค กัมมันตรังสีแอคติเนียม α 18.693 วัน 6.147 223รา
223ฟรังก์แอคเค แอคติเนียม เค β − 99.994% α 0.006% 22.00 นาที 1.149 5.561 223 Ra 219 At
223ราแอคเอ็กซ์ แอคติเนียม เอ็กซ์ α 11.435 วัน 5.979 219อาร์เอ็น
219ที่α 93.6% β − 6.4% 56 วินาที 6.342 1.567 215 Bi 219 Rn
219อาร์เอ็นหนึ่ง แอคตินอน, การปล่อยแอคติเนียม α 3.96 วินาที 6.946 215โป
215บีไอเบต้า−7.6 นาที 2.171 215โป
215โปเอซีเอ แอคติเนียม เอ α β − 2.3×10 −4 % 1.781 มิลลิวินาที 7.526 0.715 211 Pb 215 At
215ที่α 37 ไมโครวินาที 8.177 211บีไอ
211พีบีเอซีบี แอคติเนียม บี เบต้า−36.16 นาที 1.366 211บีไอ
211บีไอแอคซี แอคติเนียม ซี α 99.724% β − 0.276% 2.14 นาที 6.750 0.573 207 Tl 211 Po
211โปAcC' แอคติเนียม ซี' α 516 มิลลิวินาที 7.595 207พีบี
207ทลAcC" แอคติเนียม ซี" เบต้า−4.77 นาที 1.418 207พีบี
207พีบีแอคดี แอคติเนียม ดี มั่นคง

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

  1. ^ Bromm, Richard B. Larson, Volker. "ดาวดวงแรกในจักรวาล" . Scientific American . สืบค้นเมื่อ2024-09-29 .{{cite web}}: CS1 maint: multiple names: authors list ( link )
  2. ↑เค. โมริตะ; โมริโมโตะ, โคจิ; คาจิ, ไดยะ; ฮาบะ, ฮิโรมิตสึ; โอเซกิ, คาซูทากะ; คุโดะ, ยูกิ; สุมิตะ, ทาคายูกิ; วาคาบายาชิ, ยาสุโอะ; โยเนดะ, อากิระ; ทานากะ, เคนโกะ; และคณะ (2012) "ผลลัพธ์ใหม่ในการผลิตและการสลายไอโซโทป278 113 ของธาตุที่ 113" วารสารสมาคมกายภาพแห่งญี่ปุ่น . 81 (10) 103201. arXiv : 1209.6431 . Bibcode : 2012JPSJ...81j3201M . ดอย : 10.1143/JPSJ.81.103201 . S2CID 119217928 . 
  3. ↑โมริตะ, โคสุเกะ; โมริโมโตะ, โคจิ; คาจิ, ไดยะ; อากิยามะ, ทาคาฮิโระ; โกโตะ, ซินอิจิ; ฮาบะ, ฮิโรมิตสึ; อิเดกุจิ, เออิจิ; คานุงโก, ริตุปาร์นา; และคณะ (2547) "การทดลองการสังเคราะห์ธาตุ 113 ในปฏิกิริยา209 Bi( 70 Zn, n) 278 113" วารสารสมาคมกายภาพแห่งญี่ปุ่น . 73 (10): 2593– 2596. Bibcode : 2004JPSJ...73.2593M . ดอย : 10.1143/JPSJ.73.2593 .
  4. ^ Barber, Robert C.; Karol, Paul J; Nakahara, Hiromichi; Vardaci, Emanuele; Vogt, Erich W. (2011). "การค้นพบธาตุที่มีเลขอะตอมมากกว่าหรือเท่ากับ 113 (รายงานทางเทคนิคของ IUPAC)" . เคมีบริสุทธิ์และประยุกต์ . 83 (7): 1485. doi : 10.1351/PAC-REP-10-05-01 .
  5. ^ JW Beeman และคณะ (2012). "การวัดความกว้างบางส่วนของการสลายตัวของ209 Bi ไปสู่สถานะพื้นฐานและสถานะกระตุ้นแรก" Physical Review Letters . 108 (6) 062501. arXiv : 1110.3138 . doi : 10.1103/PhysRevLett.108.062501 . PMID 22401058 . S2CID 118686992 .  
  6. ^ a b c Davis, Andrew M. (2022). "นิวไคลด์อายุสั้นในระบบสุริยะยุคแรก: ความอุดมสมบูรณ์ แหล่งกำเนิด และการประยุกต์ใช้" . Annual Review of Nuclear and Particle Science . 72 : 339– 363. Bibcode : 2022ARNPS..72..339D . doi : 10.1146/annurev-nucl-010722-074615 .
  7. ^ Koch, Lothar (2000). ธาตุทรานส์ยูเรเนียม ใน Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Wiley. doi : 10.1002/14356007.a27_167 .
  8. ^ a b Peppard, DF; Mason, GW; Gray, PR; Mech, JF (1952). "การปรากฏของอนุกรม (4n + 1) ในธรรมชาติ" (PDF)วารสารสมาคมเคมีอเมริกัน 74 ( 23): 6081– 6084. Bibcode : 1952JAChS..74.6081P . doi : 10.1021/ja01143a074 .
  9. ^ a b Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "การประเมินคุณสมบัตินิวเคลียร์ NUBASE2020" (PDF) . Chinese Physics C . 45 (3) 030001. doi : 10.1088/1674-1137/abddae .
  10. ^รวมถึงเรเดียม (ธาตุที่ 88) แม้ว่าจริงๆ แล้วจะเป็นซับแอกทิไนด์ แต่ก็อยู่ก่อนหน้าแอกทิเนียม (89) และตามหลังช่องว่างของธาตุที่ไม่เสถียรสามธาตุหลังจากโพโลเนียม (84) ซึ่งไม่มีนิวไคลด์ใดที่มีครึ่งชีวิตอย่างน้อยสี่ปี (นิวไคลด์ที่มีอายุยืนยาวที่สุดในช่องว่างคือเรดอน-222ซึ่งมีครึ่งชีวิตน้อยกว่าสี่วัน ) ไอโซโทปที่มีอายุยืนยาวที่สุดของเรเดียมที่ 1,600 ปี จึงสมควรได้รับการรวมธาตุนี้ไว้ในที่นี้
  11. ^โดยเฉพาะอย่างยิ่งจาก การแตกตัว ของนิวตรอนความร้อนของยูเรเนียม-235 เช่น ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ทั่วไป
  12. ^ Milsted, J.; Friedman, AM; Stevens, CM (1965). "ครึ่งชีวิตอัลฟาของเบอร์คีเลียม-247; ไอโซเมอร์อายุยืนยาวใหม่ของเบอร์คีเลียม-248" ฟิสิกส์นิวเคลียร์ 71 ( 2): 299. Bibcode : 1965NucPh..71..299M . doi : 10.1016/0029-5582(65)90719-4 ."การวิเคราะห์ไอโซโทปเผยให้เห็นสารประกอบที่มีมวล 248 ในปริมาณคงที่ในตัวอย่างสามตัวอย่างที่วิเคราะห์ในช่วงเวลาประมาณ 10 เดือน ซึ่งระบุว่าเป็นไอโซเมอร์ของ Bk 248ที่มีครึ่งชีวิตมากกว่า 9 ปี ไม่พบการเพิ่มขึ้นของ Cf 248และสามารถกำหนดค่าต่ำสุดของครึ่งชีวิต ของ β − ได้ที่ประมาณ 10 4ปี ไม่พบกิจกรรมอัลฟาที่เกิดจากไอโซเมอร์ใหม่นี้ ครึ่งชีวิตของอัลฟาน่าจะมากกว่า 300 ปี"
  13. ^นี่คือนิวไคลด์ที่หนักที่สุดที่มีครึ่งชีวิตอย่างน้อยสี่ปี ก่อนที่จะเข้าสู่ "ทะเลแห่งความไม่เสถียร "
  14. ^ไม่รวมนิวไคลด์ "ที่มีเสถียรภาพแบบคลาสสิก " ซึ่งมีครึ่งชีวิตมากกว่า 232 Th อย่างมีนัยสำคัญ เช่น ในขณะที่ 113m Cd มีครึ่งชีวิตเพียงสิบสี่ปี แต่ 113 Cd มีครึ่งชีวิตถึงแปดพันล้านล้านปี
  15. ^ Thoennessen, M. (2016). การค้นพบไอโซโทป: การรวบรวมฉบับสมบูรณ์ . Springer. หน้า 19. doi : 10.1007/978-3-319-31763-2 . ISBN 978-3-319-31761-8. ลคซีเอ็น 2016935977 .
  16. ^ Hoffman, DC; Lawrence, FO; Mewherter, JL; Rourke, FM (1971). "การตรวจพบพลูโทเนียม-244 ในธรรมชาติ" Nature . 234 (5325): 132– 134. Bibcode : 1971Natur.234..132H . doi : 10.1038/234132a0 . S2CID 4283169 . 
  17. ^ Lachner, J.; และคณะ (2012). "ความพยายามในการตรวจจับ244 Pu ดั้งเดิมบนโลก". Physical Review C . 85 (1) 015801. Bibcode : 2012PhRvC..85a5801L . doi : 10.1103/PhysRevC.85.015801 .
  18. ^ a bการวิเคราะห์ ENSDF มีให้บริการที่ศูนย์ข้อมูลนิวเคลียร์แห่งชาติ " ฐานข้อมูล NuDat 3.0"ห้องปฏิบัติการแห่งชาติบรูคเฮเวน
  19. ^ Trenn, Thaddeus J. (1978). "ธอร์ยูเรเนียม (U-236) ในฐานะธาตุต้นกำเนิดตามธรรมชาติที่สูญพันธุ์ของธอร์เรียม: การพิสูจน์ผิดพลาดก่อนกำหนดของทฤษฎีที่ถูกต้องโดยพื้นฐาน" Annals of Science . 35 (6): 581– 97. doi : 10.1080/00033797800200441 .
  20. ^ Thoennessen, M. (2016). การค้นพบไอโซโทป: การรวบรวมฉบับสมบูรณ์ . Springer. หน้า 20. doi : 10.1007/978-3-319-31763-2 . ISBN 978-3-319-31761-8. ลคซีเอ็น 2016935977 .
  21. ^ Liang, CF; Paris, P.; Sheline, RK (2000-09-19). "การสลายตัวแบบอัลฟาของ225 Ra". Physical Review C . 62 (4) 047303. American Physical Society (APS). Bibcode : 2000PhRvC..62d7303L . doi : 10.1103/physrevc.62.047303 . ISSN 0556-2813 . 
  22. ^ Tsaletka, R.; Lapitskii, AV (1960). "การปรากฏของธาตุทรานส์ยูเรเนียมในธรรมชาติ" . Russian Chemical Reviews . 29 (12): 684– 689. Bibcode : 1960RuCRv..29..684T . doi : 10.1070/RC1960v029n12ABEH001264 . สืบค้นเมื่อ20 มกราคม 2024 .
โลโก้ Wikimedia Commons
วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับ ซีรี ส์Decay Chain
  • พอร์ทัลวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์นิวคลีโอนิกา
  • โปรแกรมคำนวณการสลายตัวของ Nucleonica สำหรับการคำนวณการสลายตัวแบบออนไลน์ระดับมืออาชีพ
  • EPA – การสลายตัวของสารกัมมันตรังสี
  • เว็บไซต์ของรัฐบาลที่แสดงรายชื่อไอโซโทปและพลังงานการสลายตัว
  • ศูนย์ข้อมูลนิวเคลียร์แห่งชาติ – ฐานข้อมูลที่เปิดให้ใช้งานได้ฟรี ซึ่งสามารถใช้ตรวจสอบหรือสร้างห่วงโซ่การสลายตัวได้
  • IAEA – แผนภูมิแสดงนิวไคลด์แบบเรียลไทม์ (พร้อมลำดับการสลายตัว)
  • ตัวค้นหาห่วงโซ่การเสื่อมสภาพ
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Decay_chain&oldid=1353738061 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ห่วงโซ่การสลายตัว

ในวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์ห่วงโซ่การสลายตัวหมายถึงลำดับการสลายตัวของกัมมันตรังสี ที่คาดการณ์ได้ ซึ่งเกิดขึ้นกับนิวเคลียสของธาตุเคมีที่ไม่เสถียรบางชนิด

ประวัติศาสตร์

ธาตุเคมีเกิดขึ้นสองช่วง ช่วงแรกเริ่มต้นไม่นานหลังจาก บิ๊กแบง ในช่วงเวลา 10 วินาทีถึง 20 นาทีหลังจากการกำเนิดของจักรวาล การควบแน่นของอะตอมเบาในช่วงแรกสุด เป็นสาเหตุของการสร้างธาตุที่เบาที่สุดสี่ชนิด...

ประเภทของการผุพัง

โหมดการสลายตัวของกัมมันตรังสีที่พบได้บ่อยที่สุดสี่โหมด ได้แก่ การสลายตัวแบบอัลฟา การสลาย ตัวแบบเบตา การสลายตัวแบบเบตาผกผัน (ซึ่งถือเป็นการปล่อยโพซิตรอนและการจับอิเล็กตรอนพร้อมกัน) และ การเปลี่ยนไอโซเมอร์ ในบรรดากระบวนการสลายตัวเหล่านี้...

ห่วงโซ่การสลายตัวของนิวเคลียสหนัก (แอคติไนด์)

ไม่มีผลิตภัณฑ์ฟิสชันใดที่มี ครึ่งชีวิต อยู่ ในช่วง 100 ถึง 210 พันปี...