
【化】 thorium decay series
thorium
【医】 Th; thorium
【化】 decay series
钍衰变系 (Thorium Decay Series)
钍衰变系,也称为钍系 (Thorium Series) 或4n系 (4n Series),是自然界存在的四个主要放射性衰变链之一。它起始于长寿命的放射性同位素钍-232 (Thorium-232, ²³²Th),经过一系列连续的α衰变和β衰变,最终生成稳定的铅-208 (Lead-208, ²⁰⁸Pb)。
核心定义与过程:
衰变链关键阶段与核素: 钍衰变系包含多个中间核素。以下是其主要阶段(简化):
核素名称 | 衰变类型 | 半衰期 |
---|---|---|
钍-232 (²³²Th) | α | 140.5亿年 |
镭-228 (²²⁸Ra) | β⁻ | 5.75年 |
锕-228 (²²⁸Ac) | β⁻ | 6.15小时 |
钍-228 (²²⁸Th) | α | 1.913年 |
镭-224 (²²⁴Ra) | α | 3.66天 |
氡-220 (²²⁰Rn) | α | 55.6秒 |
钋-216 (²¹⁶Po) | α | 0.145秒 |
铅-212 (²¹²Pb) | β⁻ | 10.64小时 |
铋-212 (²¹²Bi) | β⁻ (64%) | 60.55分钟 |
钋-212 (²¹²Po) | α | 0.299微秒 |
铊-208 (²⁰⁸Tl) | β⁻ | 3.053分钟 |
铅-208 (²⁰⁸Pb) | 稳定 | 稳定终点 |
特征与重要性:
钍衰变系是始于钍-232、终于铅-208的天然放射性衰变序列,涉及一系列α和β衰变,产生多种中间放射性核素。其独特的4n质量数特征、相对较短的氡气半衰期以及在核地质年代学和未来核能领域的应用价值,构成了这一衰变系的核心科学意义。
来源参考:
钍衰变系是自然界中三个天然放射性衰变系之一,由一系列放射性核素通过递次衰变形成,最终生成稳定核素。以下是其核心要点:
定义与始祖核素
钍衰变系以钍-232(²³²Th)为起始核素(始祖核素),经过连续衰变最终形成稳定的铅-208(²⁰⁸Pb)。该衰变链包含10次衰变,其中6次为α衰变(释放氦核),4次为β衰变(释放电子或正电子)。
核子数规律
钍系所有成员的核子数(质量数)均为4的整数倍,即满足公式:
$$A = 4n$$
因此钍系也被称为4n系。
衰变链关键核素
典型中间产物包括镭-228(²²⁸Ra)、锕-228(²²⁸Ac)等,最终稳定核素为铅-208。衰变过程中会释放α粒子(He²⁺)和β粒子(电子或正电子)。
平衡时间与半衰期
钍-232的半衰期极长,约1.41×10¹⁰年,而衰变链中半衰期最长的子体为镭-228(5.76年)。整个衰变系达到长期平衡需要约几十年时间,远短于铀系的百万年级别。
应用与意义
钍系的研究对核能利用(如钍基反应堆)、地质年代测定(通过²³²Th/²⁰⁸Pb比例)及环境放射性监测具有重要意义。
如需完整衰变链或具体衰变步骤,可参考(高权威性)和(高权威性)的详细描述。
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