簇衰變(cluster decay)是一種罕見的核衰變過程,其中原子核會發射出由中子質子組成的小「團簇」 。該團簇的核子數比α粒子(4個)還要多,不過少於核分裂產物[1]

概述

並非所有放射性核素都會發生簇衰變,只會發生某些核素。事實上,簇衰變只發生在具有足夠原子能量來噴射部分原子核的重原子中。與α衰變相比,這種衰變形式的質量數減少幅度更大。

1984年,牛津大學的研究人員發現了簇衰變。檢測到的核素223Ra。然而,當α粒子釋放速率為1時,簇衰變和14C核釋放的速率極小,約為8.5×10-10[2]

簇衰變介乎α衰變與自發裂變之間,α衰變是原子核裂解出4He,而自發裂變則是重原子核分離成兩個甚至數個原子,然後再裂解出幾個中子。 自發裂變以子產物的機率分佈結束,有別於簇衰變。 在簇衰變中,產生的粒子都是較輕的原子核,而且在衰變方法中總是產生相同的粒子。 目前已發現超過20種原子核偶爾會以產生簇衰變的方式進行衰變。[3]

核是已知的放射性衰變產物。氦-6偶爾會因釋放核而衰變,氦-8則會因釋放而短暫衰變。這意味著其他稀有同位素,例如在加速器中進行了大量研究的氦粒子,也可以以這種方式衰變。

參考文獻

  1. ^ Kondev, F. G.; Wang, M.; Huang, W. J.; Naimi, S.; Audi, G. The NUBASE2020 evaluation of nuclear properties (PDF). Chinese Physics C. 2021, 45 (3): 030001. doi:10.1088/1674-1137/abddae. "
  2. ^ Rose, H. J. and Jones, G. A. A new kind of natural radioactivity. Nature. 1984-01-19, 307: 245–247. doi:10.1038/307245a0. 
  3. ^ Baum, E. M.; et al. Nuclides and Isotopes: Chart of the nuclides 16th ed.. Knolls Atomic Power Laboratory (Lockheed Martin). 2002.