钍衰变链

钍衰变链是指钍-232的4n链。由自然产生的钍-232开始，这个衰变链的衰变产物包括以下几种元素：锕、铋、铅、钋、镭及氡，它们都短暂或长期地存在于任何含有钍元素的合金、化合物或矿藏中。

简介钍衰变链是指钍-232的4n链。由自然产生的钍-232开始，这个衰变链的衰变产物包括以下几种元素：锕、铋、铅、钋、镭及氡，它们都短暂或长期地存在于任何含有钍元素的合金、化合物或矿藏中。1

衰变链核科学里，衰变链指的是放射性衰变过程中成链产生的一系列衰变产物。大部分放射性元素并不直接衰变成稳定的状态，而是经过一连串的衰变反应，最终达至稳定的同位素为止。

衰变阶段的名称取决于它与前后阶段的关系。“母同位素”衰变后产生“子同位素”。子同位素有可能是稳定的，但也可以继续衰变形成下一个子同位素。子同位素的子同位素称为第二代子同位素。

单独一个母原子衰变成一个子原子的时间不定，不但在不同的母子原子对中有所不同，而且在同一种母子衰变反应中也有差异。单个原子的衰变是瞬时发生的，但是最初一堆原子在经过时间t后的衰变则由指数分布e表示，当中的λ称为衰变常数。正因为衰变的指数特征，因此每一种同位素都有其半衰期。起初一定数量的相同放射性同位素在经过半衰期后，其中的一半会衰变成子同位素。实验已经测定了数千种放射性同位素（或放射性核素）的半衰期，从几乎马上衰变到10年以上不等。

中间的衰变阶段往往比最初放射性同位素的衰变具有更强的放射性。当达至平衡之后，第二代子同位素的量与其半衰期成正比。不过由于其活跃性与半衰期成反比，任何在衰变链中的核素最终都会达到母同位素的放射水平。例如，自然铀的放射性并不特别高，但是沥青铀矿的放射性却是它的13倍，因为矿中还包含镭和其他子同位素。除了镭明显较高的放射性之外，衰变链中的下一步会产生氡。氡是一种放射性的重惰性气体，会囤积在含有钍或铀的岩石附近的空隙里，如地下室和矿井里。长期接触氡气是导致非吸烟者患上肺癌的最主要原因。1

钍的同位素钍（标准原子质量：232.0377）有6种天然存在的同位素，但没有任何一种是稳定的。其中，232Th最为稳定，半衰期长达140亿年（1.4×10），比地球的年龄和普遍接受的宇宙年龄还要长。天然的钍元素样本几乎都是由这个同位素构成，因此，钍曾经被认为是单核素元素（仅有一种稳定同位素的元素）。然而，2013年，发现深海中230Th的含量较高，因此IUPAC将钍归类为双核素元素。由于天然钍元素样本中，232Th和230Th存在一定的比例，因此可以给出钍的标准原子质量，约为232.0377。

目前已观测到的钍同位素中，最轻的为钍-209、最重的为钍-238。1

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黎明 - 副教授 - 西南大学