ในฟิสิกส์นิวเคลียร์ **ห่วงโซ่การสลาย** (อังกฤษ: Decay chain) คือ การสลายให้กัมมันตรังสีของผลผลิตจากการสลายที่มีกัมมันตรังสีที่ไม่เสถียร เป็นกระบวนการที่ต่อเนื่องแบบห่วงโซ่ของการเปลี่ยนแปลงไอโซโทปของผลผลิตนั้น กระบวนการเปลี่ยนแปลงเป็นห่วงโซ่นี้บางครั้งเรียกว่า "การลดหลั่นของกัมมันตรังสี" (อังกฤษ: radioactive cascades) ไอโซโทปรังสีส่วนใหญ่จะไม่สลายตัวโดยตรงไปสู่สถานะที่เสถียร แต่มีการสลายตัวโดยลำดับจนกระทั่งในที่สุดไอโซโทปนั้นจะเสถียร

ขั้นตอนการสลายตัวจะขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ของพวกมันที่มีต่อขั้นตอนก่อนหน้านี้หรือขั้นตอนถัดไป ไอโซโทปพ่อแม่เป็นพวกที่มีการสลายจนกลายเป็นไอโซโทปลูกสาว หนึ่งในตัวอย่างนี้คือยูเรเนียม (เลขอะตอม 92) สลายกลายเป็นทอเรียม (เลขอะตอม 90) ไอโซโทปลูกสาวอาจจะเสถียรหรืออาจจะสลายต่อไปเป็นไอโซโทปลูกสาวของตัวมันเอง ไอโซโทปลูกสาวของลูกสาวบางครั้งเรียกว่าไอโซโทปหลานสาว

เวลาที่ใช้สำหรับอะตอมพ่อแม่หนึ่งตัวที่จะสลายไปเป็นอะตอมหนึ่งตัวของไอโซโทปลูกสาวของมันอาจแตกต่างกันไปอย่างกว้างขวาง ไม่เพียงแต่สำหรับห่วงโซ่พ่อ-ลูกที่แตกต่างกันเท่านั้น แต่ยังสำหรับการจับคู่ที่เหมือนกันของไอโซโทปของพ่อแม่และลูกสาวอีกด้วย ในขณะที่การสลายตัวของอะตอมเดี่ยวจะเกิดขึ้นตามธรรมชาติ การสลายตัวของประชากรเริ่มต้นของอะตอมที่เหมือนกันในช่วงเวลา t ตามด้วยการกระจายของการสลายแบบเอ๊กโปเนนเชียล e-λt เมื่อ λ เป็นค่าคงที่การสลายตัว เนื่องจากธรรมชาติของเอ๊กโปเนนเชียลนี้ หนึ่งในคุณสมบัติของไอโซโทปคือครึ่งชีวิตของมัน ครึ่งชีวิตเป็นเวลาที่ครึ่งหนึ่งของจำนวนเริ่มต้นของไอโซโทปรังสีผู้พ่อแม่ที่เหมือนกันได้มีการสลายตัวไปเป็นลูกสาวของพวกมัน ครึ่งชีวิตได้มีการกำหนดในห้องปฏิบัติการสำหรับหลายพันของไอโซโทปรังสี (หรือนิวไคลด์รังสี (อังกฤษ: radionuclide)) ครึ่งชีวิตเหล่านี้สามารถมีช่วงเวลาจากเกือบทันทีจนนานมากถึง 1019 ปีหรือมากกว่า

ในขั้นตอนกลางแต่ละช่วง จะมีการปล่อยกัมมันตภาพรังสีจำนวนเดียวกันกับไอโซโทปดั้งเดิม (แต่ไม่ใช่พลังงานเดียวกัน) เมื่อมีความสมดุล ไอโซโทปหลานจะปรากฏให้เห็นในสัดส่วนโดยตรงกับครึ่งชีวิตของมัน แต่เนื่องจากกิจกรรมของมันเป็นสัดส่วนผกผันกับครึ่งชีวิตของมัน นิวไคลด์แต่ละตัวในห่วงโซ่การสลายในที่สุดก็ก่อให้เกิดกัมมันตภาพรังสีมากเท่ากับส่วนหัวของห่วงโซ่ แม้ว่าจะไม่ใช่พลังงานเดียวกัน ยกตัวอย่างเช่นยูเรเนียม-238 มีกัมมันตรังสีอย่างอ่อน แต่ pitchblende ซึ่งเป็นแร่ยูเรเนียมดิบ มีกัมมันตรังสีมากกว่าเป็น 13 เท่าของโลหะยูเรเนียมบริสุทธิ์ในปริมาณที่เท่ากันเพราะมันประกอบด้วยเรเดียมและไอโซโทปลูกสาวอื่น ๆ. ไอโซโทปของเรเดียมที่ไม่เสถียรไม่เพียงแต่เป็นตัวปลดปล่อยกัมมันตภาพรังสีที่มีนัยสำคัญเท่านั้น แต่ในขั้นตอนต่อไปในห่วงโซ่การสลายพวกมันยังสร้างเรดอนซึ่งเป็นก๊าซกัมมันตรังสีที่หน​​ัก, เฉื่อย, และเกิดขึ้นตามธรรมชาติอีกด้วย หินที่มีทอเรียมและ/หรือยูเรเนียม (เช่นหินแกรนิตบางก้อน) ปล่อยก๊าซเรดอนที่สามารถสะสมในสถานที่ปิดล้อมเช่นใต้ดินหรือเหมืองใต้ดิน การเปิดรับเรดอนถูกพิจารณาว่าเป็นสาเหตุของโรคมะเร็งปอดในผู้ไม่สูบบุหรี่

ชนิด
----

การสลายตัวของไอโซโทปนั้นมี 3 ชนิด ได้แก่การสลายให้อนุภาคแอลฟา, การสลายให้อนุภาคบีตา, การจับยึดอิเล็กตรอน และการเคลื่อนย้ายไอโซเมอร์ ในการสลายตัวทั้งหมดนั้นมีการสลายให้อนุภาคแอลฟาซึ่งเป็นการลดจำนวนมวลอะตอมลงไป 4 แล้วก็ลดเลขอะตอมไป 2 เพราะอนุภาคแอลฟานั้นประกอบด้วย โปรตอน 2 โปรตอน และ นิวตรอน 2 นิวตรอน มีมวลอะตอม 4 และมีเลขอะตอมอยู่ 2 ซึ่งดูคล้ายกับไอโซโทปของฮีเลียม-4 ส่วนการสลายตัวให้อนุภาคบีตานั้นจะมำให้เลขอะตอมเพิ่มขึ้น 1 เท่านั้น
การสลายตัว 3 รูปแบบหลัก ได้แก่ รูปแบบทอเรียม รูปแบบเรเดียม และ รูปแบบแอกทิเนียม ซึ่งรูปแบบทั้งสามจะไปจบที่ตะกั่ว หรือไม่ก็แทลเลียม

รูปแบบการสลายตัวให้อนุภาคแอลฟาของหมู่แอกทิไนด์
----------------------------------------------

### รูปแบบทอเรียม

รูปแบบทอเรียมนี้เกิดจากการที่ไอโซโทปแคลิฟอร์เนียม-252 สลายตัวเป็นคูเรียม-248 แล้วก็สลายตัวต่อไปเรื่อยจนเป็นตะกั่ว-208 ด้วยวิธีการสลายตัวให้อนุภาคแอลฟาเป็นส่วนใหญ่

| nuclide | ชื่อดั้งเดิม (สั้น) | ชื่อดั้งเดิม (ยาว) | รูปแบบการสลายตัว | ครึ่งชีวิต(*a*=ปี) | energy released, MeV | ผลิตภัณฑ์ของการสลายตัว |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 252Cf |  |  | α | 2.645 a | 6.1181 | 248Cm |
| 248Cm |  |  | α | 3.4×105 a | 5.162 | 244Pu |
| 244Pu |  |  | α | 8×107 a | 4.589 | 240U |
| 240U |  |  | β− | 14.1 h | .39 | 240Np |
| 240Np |  |  | β− | 1.032 h | 2.2 | 240Pu |
| 240Pu |  |  | α | 6561 a | 5.1683 | 236U |
| 236U |  |  | α | 2.3×107 a | 4.494 | 232Th |
| 232Th | Th | ทอเรียม | α | 1.405×1010 a | 4.081 | 228Ra |
| 228Ra | MsTh1 | เมโซทอเรียม 1 | β− | 5.75 a | 0.046 | 228Ac |
| 228Ac | MsTh2 | เมโซทอเรียม 2 | β− | 6.25 ชม. | 2.124 | 228Th |
| 228Th | RdTh | เรดิโอทอเรียม | α | 1.9116 a | 5.520 | 224Ra |
| 224Ra | ThX | ทอเรียม X | α | 3.6319 วัน | 5.789 | 220Rn |
| 220Rn | Tn | ทอรอน,ทอเรียม อิมาเนชั่น | α | 55.6 วินาที | 6.404 | 216Po |
| 216Po | ThA | ทอเรียม A | α | 0.145 วินาที | 6.906 | 212Pb |
| 212Pb | ThB | ทอเรียม B | β− | 10.64 ชม. | 0.570 | 212Bi |
| 212Bi | ThC | ทอเรียม C | β− 64.06%  α 35.94% | 60.55 นาที | 2.252  6.208 | 212Po  208Tl |
| 212Po | ThC′ | ทอเรียม C′ | α | 299 นาโนวินาที | 8.955 | 208Pb |
| 208Tl | ThC″ | ทอเรียม C″ | β− | 3.053 นาที | 4.999 | 208Pb |
| 208Pb | ThD | ทอเรียม D | เสถียร |. |. |. |

1. ↑