トリウム系列

読み：トリウムけいれつ
品詞：名詞

トリウム232から鉛208までの放射性核種崩壊系列のこと。「4n系列」とも呼ばれる。

概要

崩壊系列では、α崩壊、β⁻崩壊(β崩壊)、核異性体転移(IT)、という三種類が連なる。

このうち質量が変化するのはα崩壊のみで、変化する質量数は4である。

大きな系列を成す崩壊系列は四種類が知られているが、それぞれの崩壊系列は、質量数を4で割った余り(剰余)が同一になる。

トリウム系列の場合は、質量数を4で割った剰余が常に0になる。

トリウム系列の親核種はトリウム232である。これは、モナズ石(モナザイト)などに含まれている。ここからさらに遡ることも可能で、遡ればウランやプルトニウムなども出てくるが、一般にトリウム系列はトリウム232から始まる。

トリウム系列の各娘核種たちは、最終的な安定同位体である鉛208に至るまで、いずれも半減期が比較的短く、このため放射能が強いといえる。

娘核種のうち、ラドン220のみが常温常圧で気体であり、他の三種類ある崩壊系列を含めて、最大の体内被曝要因になっている。

またラジウム224は、主要なラジウム温泉の放射線源である。

途中、数ヶ所で枝分かれがあるが、最終的には鉛208に落ち着く。

この系列は、確率が低い経路は省かれているため、他の核種が生じる可能性もある点は考慮が必要である。

番号	核種		半減期	種類	確率(%)	娘核種
番号	核種		半減期	種類	確率(%)		番号
1	トリウム232	²³²Th	140.5億年	α		²²⁸Ra	2
2	ラジウム228	²²⁸Ra	5.75年	β⁻		²²⁸Ac	3
3	アクチニウム228	²²⁸Ac	6.15時	β⁻	>99%	²²⁸Th	4
3	アクチニウム228	²²⁸Ac	6.15時	α		²²⁴Fr	4-1
4	トリウム228	²²⁸Th	1.9131年	α		²²⁴Ra	5
4-1	フランシウム224	²²⁴Fr	3.3分	β⁻		²²⁴Ra	5
5	ラジウム224	²²⁴Ra	3.66日	α		²²⁰Rn	6
6	ラドン220	²²⁰Rn	55.6秒	α		²¹⁶Po	7
7	ポロニウム216	²¹⁶Po	0.145秒	α		²¹²Pb	8
8	鉛212	²¹²Pb	10.64時	β⁻		²¹²Bi	9
9	ビスマス212	²¹²Bi	60.55分	β⁻	64.1%	²¹²Po	10
9	ビスマス212	²¹²Bi	60.55分	α	35.9%	²⁰⁸Tl	10-1
10	ポロニウム212	²¹²Po	0.299µ秒	α		²⁰⁸Pb	11
10-1	タリウム208	²⁰⁸Tl	3.053分	β⁻		²⁰⁸Pb	11
11	鉛208	²⁰⁸Pb	∞

この系列に現われる元素は、次の通り(原子番号降順)。