钍的同位素

钍（Standard atomic weight：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，232最为稳定，半衰期长达140.56亿年（1.4056×1010）ref，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230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，232和230存在一定的比例，因此可以给出钍的Standard atomic weight，约为232.0377。
目前已观测到的钍同位素中，最轻的为207、最重的为238。

**锕系元素与裂变产物**
许多钍同位素是锕系元素的裂变产物之一，其余锕系元素的裂变产物列出如下表，其中钍-232为当中半衰期十分长的一个核素：

**值得注意的同位素**

**钍-228**
钍-228是带138个中子的钍同位素。由于其位于在钍-232的分裂链中，因此曾被认为是新元素，并命名为「镭钍元素」（Radiothorium, Rt），其半衰期约为一年又十一个月（1.9116年），会透过阿法衰变，衰变成镭-206。有少数的钍-228会发生集团衰变，并衰变为氧-20和铅-208。此外，钍-228是铀-232的子体同位素（daughter isotope）。

**钍-229**
钍-229是钍的放射性同位素之一，由90个质子和139个中子构成，半衰期约为7,340年。会透过阿尔法衰变，衰变成镭-225。钍-229是铀-233的衰变产物，其主要用途是生产医用同位素锕-225和铋-213。

**钍-229m**
钍-229m是钍-229的核异构体，为钍-229核的激发态，激发能量约为8.28 ± 0.17 eV，半衰期约为7微秒。钍-229m不会直接衰变成其他元素，而是会透过核异构转换衰变回基态的钍-229。
由于钍-229m激发能量极低，是目前已知核异构体中最低的，并且仅要波长在UV-C范围内的雷射，就可以将钍-229激发为激发态——钍-229m。 此这种异构体可以用于高密度能量存储、精确的时钟、量子电脑的量子位元或测试化学环境对核衰变率的影响。

**钍-230**
钍的同位素中，钍-230一度认为是另一个元素Ionium，元素名称是𰾭（Ionium），后来才发现也是钍的同位素，不过Ionium-thorium dating仍翻作𰾭钍定年法。现在「𰾭」为台湾对于第99号元素的中文翻译。

**钍-231**
钍-231是钍的放射性同位素之一，由90个质子和141个中子构成，原子质量约为231.0363043 g/mol，半衰期约为25小时又三十分钟，是铀-235的衰变产物，且在地球上可以找到痕量的钍-231。
钍-231的衰变方式为贝他衰变，当它衰变时，它会发出β射线并衰变成镤-231，衰变能量约为0.39 MeV。而有一亿分之一的钍-231会发生阿尔法衰变，当它衰变时，它会射出α粒子（氦原子核）并衰变成镭-227。

**钍-232**
钍-232是钍的同位素唯一一个Primordial nuclide，其占了天然钍元素的大部分，其余钍同位素仅以痕量存在铀和钍的短寿命衰变产物中 。钍-232会发生阿尔法衰变，但其半衰期十分长，长达140.56亿年（1.4056×1010）ref，比地球的年龄还长，甚至长于普遍接受的宇宙年龄。
钍-232的衰变方式共有三种，大部分会透过α衰变，衰变成镭-228；有千亿分之一的钍-232会发生自发裂变；有三千六百亿分之一的钍-232会发生集团衰变，并分裂成镱-182、氖-26和氖-24。而其α衰变的衰变链终点为铅-208。这个衰变链除了钍-232之外，其余部分十分迅速：其中半衰期最长是镭-228，有5.75年、钍-228，1.91年、其余半衰期均不超过5天。
钍-232容易吸收中子，并转变成铀-233。由于铀-233是一种容易发生裂变的核素，因此钍-232是基础的钍燃料循环的增殖性材料。在含钍-232的二氧化钍悬浮液，曾做为X射线诊断中的造影剂，称为Thorotrast，但由于接受过Thorotrast的患者有65%长了肝肿瘤，而导致Thorotrast被弃用，现在钍-232被列为致癌物质。

**钍-233**
钍-233（233Th）是钍的放射性同位素之一，由90个质子和143个中子构成，半衰期约为21.83分钟。会透过贝他衰变，衰变成protactinium-233。

**图表**
207Th
90
117

9.7(+46.6−4.4) ms
α
203Ra

208Th
90
118
208.01791(4)
1.7(+1.7-0.6) ms
α
204Ra
0+
209Th
90
119
209.01772(11)
7(5) ms3.8(+69−15)
α
205Ra
5/2−#
210Th
90
120
210.015075(27)
17(11) ms9(+17−4) ms
α
206Ra
0+
β+ （不常见）
210Ac
211Th
90
121
211.01493(8)
48(20) ms0.04(+3−1) s
α
207Ra
5/2−#
β+ （不常见）
211Ac
212Th
90
122
212.01298(2)
36(15) ms30(+20-10) ms
α (99.7%)
208Ra
0+
β+ (.3%)
212Ac
213Th
90
123
213.01301(8)
140(25) ms
α
209Ra
5/2−#
β+ （不常见）
213Ac
214Th
90
124
214.011500(18)
100(25) ms
α
210Ra
0+
215Th
90
125
215.011730(29)
1.2(2) s
α
211Ra
(1/2−)
216Th
90
126
216.011062(14)
26.8(3) ms
α (99.99%)
212Ra
0+
β+ (.006%)
216Ac
216m1Th
2042(13) keV
137(4) µs
(8+)
216m2Th
2637(20) keV
615(55) ns
(11−)
217Th
90
127
217.013114(22)
240(5) µs
α
213Ra
(9/2+)
218Th
90
128
218.013284(14)
109(13) ns
α
214Ra
0+
219Th
90
129
219.01554(5)
1.05(3) µs
α
215Ra
9/2+#
β+ (10−7%)
219Ac
220Th
90
130
220.015748(24)
9.7(6) µs
α
216Ra
0+
EC (2×10−7%)
220Ac
221Th
90
131
221.018184(10)
1.73(3) ms
α
217Ra
(7/2+)
222Th
90
132
222.018468(13)
2.237(13) ms
α
218Ra
0+
EC (1.3×10−8%)
222Ac
223Th
90
133
223.020811(10)
0.60(2) s
α
219Ra
(5/2)+
224Th
90
134
224.021467(12)
1.05(2) s
α
220Ra
0+
225Th
90
135
225.023951(5)
8.72(4) min
α (90%)
221Ra
(3/2)+
EC (10%)
225Ac
226Th
90
136
226.024903(5)
30.57(10) min
α
222Ra
0+
227Th
Radioactinium
90
137
227.0277041(27)
18.68(9) d
α
223Ra
1/2+
Trace
228Th
Radiothorium
90
138
228.0287411(24)
1.9116(16) y
α
224Ra
0+
Trace
CD (1.3×10−11%)
208Pb20O
229Th
90
139
229.031762(3)
7.34(16)×103 y
α
225Ra
5/2+
229mTh
8.3(2) eV
7(1) μs
IT
229Th
3/2+
link=yes
Ionium
90
140
230.0331338(19)
7.538(30)×104 y
α
226Ra
0+
Trace 
CD (5.6×10−11%)
206Hg24Ne
SF (5×10−11%)
(Various)
231Th
Uranium Y
90
141
231.0363043(19)
25.52(1) h
β-
231Pa
5/2+
Trace
α (10−8%)
227Ra
232Th
Thorium
90
142
232.0380553(21)
1.405(6)×1010 yref
α
228Ra
0+
1.0000
SF (1.1×10−9%)
(various)
CD (2.78×10−10%)
182Yb26Ne24Ne
233Th
90
143
233.0415818(21)
21.83(4) min
β-
233Pa
1/2+
234Th
Uranium X1
90
144
234.043601(4)
24.10(3) d
β-
234mPa
0+
Trace
235Th
90
145
235.04751(5)
7.2(1) min
β-
235Pa
(1/2+)#
236Th
90
146
236.04987(21)#
37.5(2) min
β-
236Pa
0+
237Th
90
147
237.05389(39)#
4.8(5) min
β-
237Pa
5/2+#
238Th
90
148
238.0565(3)#
9.4(20) min
β-
238Pa
0+

**参考文献**
# Isotope masses from  Ame2003 Atomic Mass Evaluation by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003).
# Isotopic compositions and standard atomic masses from  Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report) date=20110324090740 . Pure Appl. Chem. Vol. 75, No. 6, pp. 683-800, (2003) and  Atomic Weights Revised (2005) date=20080305062433 .
# Half-life, spin, and isomer data selected from these sources. Editing notes on this article's talk page.
#* Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra.  The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties date=20110716114059 , Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).
#* National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the  NuDat 2.1 database date=20190513230730  (retrieved Sept. 2005).
#* David R. Lide (ed.), Norman E. Holden in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, online version. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005). Section 11, Table of the Isotopes.