악티늄족
동위원소

| 동위원소 | 반감기 | 자발 핵분열을 할  확률 (%) | 방사하는 에너지 (MeV) (%로 변환)> α | 방사하는 에너지 (MeV) (%로 변환)> γ | 비방사능> α, β-입자, Bq/kg | 비방사능> 핵분열, Bq/kg |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 241Am | 432.2(7)년 | 4.3(18)×10^−10 | 5.485 (84.8)  5.442 (13.1) 5.388 (1.66) | 0.059 (35.9) 0.026 (2.27) | 1.27×10^14 | 546.1 |
| 243Am | 7.37(4)×10^3년 | 3.7(2)×10^−9 | 5.275 (87.1) 5.233 (11.2) 5.181 (1.36) | 0.074 (67.2)  0.043 (5.9) | 7.39×10^12 | 273.3 |
| 242Cm | 162.8(2)일 | 6.2(3)×10^−6 | 6.069 (25.92) 6.112 (74.08) | 0.044 (0.04) 0.102 (4×10^−3) | 1.23×10^17 | 7.6×10^9 |
| 244Cm | 18.10(2)년 | 1.37(3)×10^−4 | 5.762 (23.6) 5.804 (76.4) | 0.043 (0.02) 0.100 (1.5×10^−3) | 2.96×10^15 | 4.1×10^9 |
| 245Cm | 8.5(1)×10^3년 | 6.1(9)×10^−7 | 5.529 (0.58) 5.488 (0.83) 5.361 (93.2) | 0.175 (9.88) 0.133 (2.83) | 6.35×10^12 | 3.9×10^4 |
| 246Cm | 4.76(4)×10^3년 | 0.02615(7) | 5.343 (17.8) 5.386 (82.2) | 0.045 (19) | 1.13×10^13 | 2.95×10^9 |
| 247Cm | 1.56(5)×10^7년 | — | 5.267 (13.8) 5.212 (5.7) 5.147 (1.2) | 0.402 (72) 0.278 (3.4) | 3.43×10^9 | — |
| 248Cm | 3.48(6)×10^5년 | 8.39(16) | 5.034 (16.52) 5.078 (75) | — | 1.40×10^11 | 1.29×10^10 |
| 249Bk | 330(4)일 | 4.7(2)×10^−8 | 5.406 (1×10^−3) 5.378 (2.6×10^−4) | 0.32 (5.8×10^−5) | 5.88×10^16 | 2.76×10^7 |
| 249Cf | 351(2)년 | 5.0(4)×10^−7 | 6.193 (2.46) 6.139 (1.33) 5.946 (3.33) | 0.388 (66) 0.333 (14.6) | 1.51×10^14 | 7.57×10^5 |
| 250Cf | 13.08(9)년 | 0.077(3) | 5.988 (14.99) 6.030 (84.6) | 0.043 | 4.04×10^15 | 3.11×10^12 |
| 251Cf | 900(40)년 |  ? | 6.078 (2.6) 5.567 (0.9) 5.569 (0.9) | 0.177 (17.3) 0.227 (6.8) | 5.86×10^13 | — |
| 252Cf | 2.645(8)년 | 3.092(8) | 6.075 (15.2) 6.118 (81.6) | 0.042 (1.4×10^−2) 0.100 (1.3×10^−2) | 1.92×10^16 | 6.14×10^14 |
| 254Cf | 60.5(2)일 | ≈100 | 5.834 (0.26) 5.792 (5.3×10^−2) | — | 9.75×10^14 | 3.13×10^17 |
| 253Es | 20.47(3)일 | 8.7(3)×10^−6 | 6.540 (0.85) 6.552 (0.71) 6.590 (6.6) | 0.387 (0.05) 0.429 (8×10^−3) | 9.33×10^17 | 8.12×10^10 |
| 254Es | 275.7(5)일 | < 3×10^−6 | 6.347 (0.75) 6.358 (2.6) 6.415 (1.8) | 0.042 (100) 0.034 (30) | 6.9×10^16 | — |
| 255Es | 39.8(12)일 | 0.0041(2) | 6.267 (0.78) 6.401 (7) | — | 4.38×10^17(β) 3.81×10^16(α) | 1.95×10^13 |
| 255Fm | 20.07(7)시간 | 2.4(10)×10^−5 | 7.022 (93.4) 6.963 (5.04) 6.892 (0.62) | 0.00057 (19.1) 0.081 (1) | 2.27×10^19 | 5.44×10^12 |
| 256Fm | 157.6(13)분 | 91.9(3) | 6.872 (1.2) 6.917 (6.9) | — | 1.58×10^20 | 1.4×10^19 |
| 257Fm | 100.5(2)일 | 0.210(4) | 6.752 (0.58) 6.695 (3.39) 6.622 (0.6) | 0.241 (11) 0.179 (8.7) | 1.87×10^17 | 3.93×10^14 |
| 256Md | 77(2)분 | — | 7.142 (1.84) 7.206 (5.9) | — | 3.53×10^20 | — |
| 257Md | 5.52(5)시간 | — | 7.074 (14) | 0.371 (11.7) 0.325 (2.5) | 8.17×10^19 | — |
| 258Md | 51.5(3)일 | — | 6.73 | — | 3.64×10^17 | — |
| 255No | 3.1(2)분 | — | 8.312 (1.16) 8.266 (2.6) 8.121 (27.8) | 0.187 (3.4) | 8.78×10^21 | — |
| 259No | 58(5)분 | — | 7.455 (9.8) 7.500 (29.3) 7.533 (17.3) | — | 4.63×10^20 | — |
| 256Lr | 27(3)초 | < 0.03 | 8.319 (5.4) 8.390 (16) 8.430 (33) | — | 5.96×10^22 | — |
| 257Lr | 646(25)밀리초 | — | 8.796 (18) 8.861 (82) | — | 1.54×10^24 | — |
2010년 기준, 31개의 악티늄 동위 원소와 8개의 들뜬 핵이성상태와 그것의 핵종이 인식되었다. 그중 3개의 동위원소, 225Ac, 227Ac, 그리고 228Ac는 자연에서 발견되었고 나머지는 인공 합성으로 만들어졌다. 3개의 자연적 동위원소만 적용에 사용할 수 있다. 악티늄-225는 방사성 넵투늄 족에 들어간다. 이것은 1947년에 U233이 붕괴할 때 첫 발견되었다. 이것은 반감기가 10일인 α-방사체였다. 악티늄-225는 악티늄-228보다 적은 양이지만, 방사성 트레이서 적용에 수요가 촉망된다. 악티늄-227 (반감기: 21.77년)은 모든 우라늄 광석에 존재하지만, 적은 양만 존재한다. 우라늄 광석 1그램은(방사성 평형일 때) 오직 2×10^-10 그램의 227Ac만 들어있다. 악티늄-228은 방사성 토륨 족에 들어간다. 228Ra의 붕괴에 의해 생성된다. 이것은 반감기가 6.15시간인 β− 방사체였다.1톤의 토륨에는 5×10^-8그램의 228Ac이 들어있다. 이것은 1906년에 오토 한에 의해 발견되었다.
29개의 212부터 240까지 알려진 프로탁티늄 동위 원소는 3개의 핵이성상태가 존재한다. 오직 231Pa과 234Pa가 자연에서 발견되었다. 프로탁티늄-231을 제외한 모든 동위원소가 짧은 반감기를 가진다.(프로탁티늄-231은 반감기가 32,760년이다.) 가장 중요한 동위원소는 231Pa와 233Pa이다. 우라늄-233에 의한 결과물이고, 여기서 수많은 인공적 프로탁티늄이 많이 만들어졌다. 233Pa는 긴 반감기와 γ-선의 에너지를 일부 가지고 있고, 그래서 프로탁티늄의 화학적 성질 연구에 큰 영향을 끼쳤다. 프로탁티늄-233은 β-입자를 가지고 있으며, 반감기가 26.97일이다.
우라늄은 자연 동위 원소나 인공 동위 원소 둘 다 악티늄족에서 제일 많은 양을 가지고 있다.(합해서 25개(반감기로 추측되는 듯하다.)) 이것들은 질량이 217–242 사이에 있으며, 그 중 3개, 234U, 235U 그리고 238U는 현재도 존재하는 양이 자연에 매장되어 있다. 다른 것 사이에서, 가장 중요한 것은 233U이다. 느린 중성자를 조사(照射)한 232Th의 최종적인 결과이기 때문이다. 233U 낮은 에너지(열)의 중성자를 배출하고, 핵분열 효율이 매우 높으며 235U와 비교가 된다. 우라늄의 화학적 성질은 우라늄-238이 4.4×10^9년이라는 매우 긴 반감기를 가지고 있다는 것이 밝혀졌기 때문에 모두 밝혀졌다 해도 과언이 아니다.
19개의 넵투늄 동위 원소는 질량수가 225부터 244까지이고, 모두 방사성이 강하다. 과학자들 사이에서 알려진 가장 긴 반감기를 가진 원소는 237Np이고, (t1/2 = 2.20×10^6년) 가장 반감기가 짧은 원소는 239Np, 238Np이 알려져 있다. (t1/2 ~ 2일).
16개의 아메리슘 동위 원소의 잘량수는 232부터 248까지로 알려져 있다. 가장 중요한 것은 241Am과 243Am이다. 이것들은 알파 입자를 방사하는 데다 방사를 약하게 하지만, γ-선이 강하다; 이 2개는 순수한 동위 원소로 존재한다. 아메리슘의 화학적 성질은 241Am이었으나, 후에 243Am으로 변형되었다. 적은 양의 방사능을 가지고 약 20번의 변형을 하는 것이다.243Am의 단점은, 붕괴될 때 반감기가 짧은 239Np로 붕괴된다는 것과, 분석을 좀 더 해 보아야 한다는 것이다.
19개의 퀴륨 동위 원소 중, 가장 널리 알려진 것은 242Cm과 244Cm이다. α-입자를 방출하지만, 아메리슘 동위 원소보다 훨씬 짧은 반감기를 가지고 있다. 동위 원소들은 γ-선을 거의 방출하지 않지만, 자발 핵분열을 할 때 중성자를 배출한다. 퀴륨의 동위 원소 중 반감기가 긴 편에 속하는 것은245–248Cm이며, 모두 α-입자를 방출한다. 플루토늄이나 아메리슘에 중성자 조사(照射)를 하여 혼합물로 생성된다. 짧은 조사를 할 때, 이 혼합물은 퀴륨-246으로 변하고, 퀴륨-248이 축적되기 시작한다. 248Cm같은 동위 원소는, 더 긴 반감기를 가지고 있고, (3.48×10^5년) 242Cm과 244Cm보다 화학적 연구에 큰 도움을 준다. 그러나 자발 핵분열의 확률도 더 커진다. 247Cm은 퀴륨의 동위 원소 중 가장 긴 반감기를 가지고 있지만, (1.56×10^7년), 많은 양이 존재하지는 않는다. 왜냐하면 열중성자의 유도에 의해 자발 핵분열을 할 확률이 더 커지기 때문이다.
14개의 버클륨 동위 원소는 질량수가 238–252 사이로 밝혀졌다. 249Bk만 많은 양으로 존재할 수 있다. 각각 330의 짧은 반감기를 가지고 있고, 감지에 어렵지만 그나마 안정한 β-입자를 방출한다. 이것의 α-선은 β-선보다 약하지만, (1.45×10^-3% β-선의 사항 포함)동위 원소를 찾는 데 이용되기도 한다. 1,380년의 긴 반감기를 가진 247Bk은 α-입자 방출을 한다. 그렇지만 많은 양을 생산하기는 힘들다. 이것은 플루토늄에 중성자 조사를 하지 않기 때문이다. 왜냐하면 동위 원소의 β-안정성은 질량수가 248 아래인 퀴륨 동위 원소로 만들어지기 때문이다.
질량수가 237부터 256까지인 캘리포늄 동위 원소는 핵 반응기에서 만들어진다. 캘리포늄-253은 β-방사를 하는 동위 원소이고 나머지는 α-방사를 하는 동위 원소이다. 질량수가 짝수인 동위 원소 (250Cf, 252Cf and 254Cf)는 자발 핵분열을 할 확률이 높다. 특히 254Cf는 자발 핵분열할 확률이 99.7%이다. 캘리포늄-249는 그나마 긴 반감기 (352년)을 가지고 있고, 낮은 자발 핵분열 확률과 강한 γ-방사를 하여 인식을 가능하게 한다. 249Cf는 핵 반응기에서 많이 만들어지지 않는다. 왜냐하면 붕괴되기 전 249Bk의 느린 β-붕괴와 중성자와 상호 작용을 할 때의 큰 단면적 때문에 만들기가 쉽지 않다. 그러나 249Bk의 β-붕괴의 산물로 인해 순수한 동위 원소로 축적된다. 캘리포늄은 플루토늄의 반응기 조사에 의해 만들어진다. 이것은 주로 250Cf과 252Cf가 존재하는데, 후에 큰 중성자의 영향으로 점점 뚜렷해지고, 이것의 특징은 강한 중성자선에 의해 반응이 저해된다.
| 붕괴 전  동위원소 | t1/2 | 낭  동위원소 | t1/2 | 방사성 평형까지 걸리는 시간 |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 243Am | 7370년 | 239Np | 2.35일 | 47.3일 |
| 245Cm | 8265년 | 241Pu | 14년 | 129년 |
| 247Cm | 1.64×10^7년 | 243Pu | 4.95시간 | 7.2일 |
| 254Es | 270일 | 250Bk | 3.2시간 | 35.2시간 |
| 255Es | 39.8일 | 255Fm | 22시간 | 5일 |
| 257Fm | 79일 | 253Cf | 17.6일 | 49일 |
16개로 알려진 질량수가 241부터 257 사이로 추정된 아인슈타이늄 동위 원소 중 가장 입수하기 쉬운 동위 원소는 253Es이다. α-방사를 하며 반감기가 20.47일이다. 그리고 약한 γ-방사를 하고, 자발 핵분열을 할 확률이 캘리포늄과 비교했을 때 적은 확률로 일어난다. 장기적인 중성자 조사 또한 긴 반감기(t1/2 = 275.5일)를 가진 254Es를 생성한다.
19개의 페르뮴 동위 원소는 질량수가 242부터 260 사이로 알려져 있다. 254Fm, 255Fm 그리고 256Fm은 짧은 반감기(시간)를 가지고 있고, α-방사를 한다. 또한 많은 양이 분리될 수 있다. 257Fm은 (t1/2 = 100일)장기적이고 강력한 조사(照射)에서도 축적될 수 있다. 페르뮴 동위 원소는 큰 확률로 자발 핵분열을 한다.
15개로 알려진 멘델레븀 동위 원소 중(질량수는 245에서 260 사이), 가장 알려진 것은 256Md이다. 이것은 반감기가 77분이고, 주로 전자 포획을 통해서 붕괴한다. (α-선은 ≈10%) 또다른 알파 방사체는, 258Md인데, 53일의 반감기를 가지고 있다. 이 동위 원소들은 희귀한 아인슈타이늄(253Es과 255Es)에서 생성된다. 그러므로 생성에 한계가 존재한다.
그나마 긴 수명을 가진 노벨륨 동위 원소와 로렌슘 동위 원소(그리고 더 무거운 원소)는 상대적으로 짧은 반감기를 가지고 있다. 노벨륨은 11개의 동위 원소가 알려져 있으며, 이들의 질량수는 250~260 사이, 그리고 262이다. 노벨륨과 로렌슘의 화학적 성질은 255No(t1/2 = 3분)과  256Lr(t1/2 = 35초)으로 잘 알려져 있다. 노벨륨의 동위 원소 중 259No은 노벨륨의 동위 원소 중 가장 긴 1.5시간의 반감기를 가지고 있다.