釷的同位素

釷（Standard atomic weight：232.0377）有6種天然存在的同位素，但沒有任何一種是穩定的。其中，232最為穩定，半衰期長達140.56億年（1.4056×1010）ref，比地球的年齡和普遍接受的宇宙年齡還要長。天然的釷元素樣本幾乎都是由這個同位素構成，因此，釷曾經被認為是單核素元素（僅有一種穩定同位素的元素）。然而，2013年，發現深海中230的含量較高，因此IUPAC將釷歸類為雙核素元素。由於天然釷元素樣本中，232和230存在一定的比例，因此可以給出釷的Standard atomic weight，約為232.0377。
目前已觀測到的釷同位素中，最輕的為207、最重的為238。

**錒系元素與裂變產物**
許多釷同位素是錒系元素的裂變產物之一，其餘錒系元素的裂變產物列出如下表，其中釷-232為當中半衰期十分長的一個核素：

**值得注意的同位素**

**釷-228**
釷-228是帶138個中子的釷同位素。由於其位於在釷-232的分裂鏈中，因此曾被認為是新元素，並命名為「鐳釷元素」（Radiothorium, Rt），其半衰期約為一年又十一個月（1.9116年），會透過阿法衰變，衰變成鐳-206。有少數的釷-228會發生集團衰變，並衰變為氧-20和鉛-208。此外，釷-228是鈾-232的子體同位素（daughter isotope）。

**釷-229**
釷-229是釷的放射性同位素之一，由90個質子和139個中子構成，半衰期約為7,340年。會透過阿爾法衰變，衰變成鐳-225。釷-229是鈾-233的衰變產物，其主要用途是生產醫用同位素錒-225和鉍-213。

**釷-229m**
釷-229m是釷-229的核異構體，為釷-229核的激發態，激發能量約為8.28 ± 0.17 eV，半衰期約為7微秒。釷-229m不會直接衰變成其他元素，而是會透過核異構轉換衰變回基態的釷-229。
由於釷-229m激發能量極低，是目前已知核異構體中最低的，並且僅要波長在UV-C範圍內的雷射，就可以將釷-229激發為激發態——釷-229m。 此這種異構體可以用於高密度能量存儲、精確的時鐘、量子電腦的量子位元或測試化學環境對核衰變率的影響。

**釷-230**
釷的同位素中，釷-230一度認為是另一個元素Ionium，元素名稱是鑀（Ionium），後來才發現也是釷的同位素，不過Ionium-thorium dating仍翻作鑀釷定年法。現在「鑀」為臺灣對於第99號元素的中文翻譯。

**釷-231**
釷-231是釷的放射性同位素之一，由90個質子和141個中子構成，原子質量約為231.0363043 g/mol，半衰期約為25小時又三十分鐘，是鈾-235的衰變產物，且在地球上可以找到痕量的釷-231。
釷-231的衰變方式為貝他衰變，當它衰變時，它會發出β射線並衰變成鏷-231，衰變能量約為0.39 MeV。而有一億分之一的釷-231會發生阿爾法衰變，當它衰變時，它會射出α粒子（氦原子核）並衰變成鐳-227。

**釷-232**
釷-232是釷的同位素唯一一個Primordial nuclide，其佔了天然釷元素的大部分，其餘釷同位素僅以痕量存在鈾和釷的短壽命衰變產物中 。釷-232會發生阿爾法衰變，但其半衰期十分長，長達140.56億年（1.4056×1010）ref，比地球的年齡還長，甚至長於普遍接受的宇宙年齡。
釷-232的衰變方式共有三種，大部分會透過α衰變，衰變成鐳-228；有千億分之一的釷-232會發生自發裂變；有三千六百億分之一的釷-232會發生集團衰變，並分裂成鐿-182、氖-26和氖-24。而其α衰變的衰變鏈終點為鉛-208。這個衰變鏈除了釷-232之外，其餘部分十分迅速：其中半衰期最長是鐳-228，有5.75年、釷-228，1.91年、其餘半衰期均不超過5天。
釷-232容易吸收中子，並轉變成鈾-233。由於鈾-233是一種容易發生裂變的核素，因此釷-232是基礎的釷燃料循環的增殖性材料。在含釷-232的二氧化釷懸浮液，曾做為X射線診斷中的造影劑，稱為Thorotrast，但由於接受過Thorotrast的患者有65%長了肝腫瘤，而導致Thorotrast被棄用，現在釷-232被列為致癌物質。

**釷-233**
釷-233（233Th）是釷的放射性同位素之一，由90個質子和143個中子構成，半衰期約為21.83分鐘。會透過貝他衰變，衰變成protactinium-233。

**圖表**
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+ （不常見）
210Ac
211Th
90
121
211.01493(8)
48(20) ms0.04(+3−1) s
α
207Ra
5/2−#
β+ （不常見）
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+ （不常見）
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+

**參考文獻**
# 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).
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#* 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.