簇衰變

簇衰變（cluster decay）是一種罕見的核衰變過程，其中原子核會發射出由中子和質子組成的小「團簇」。該團簇的核子數比α粒子（4個）還要多，不過少於核裂變產物。^[1]

概述

並非所有放射性核素都會發生簇衰變，只有少數核素有機會發生。事實上，簇衰變只發生在具有足夠原子能量來噴射部分原子核的重原子中。與α衰變類似，簇衰變也涉及量子物理學中的穿隧效應。質子和中子在母核內部形成小團簇，必須穿透庫侖障壁才能脫離母核。不過與α衰變相比，這種衰變形式的質量數減少得更多。此外，原子核發生簇衰變的分支比（英語：Branching fraction）相對於α衰變非常小，是一種非常罕見的衰變現象。

1984年，牛津大學的研究人員發現了簇衰變。檢測到的母核素為²²³Ra。然而，當α粒子釋放速率為1時，簇衰變產生的¹⁴C核釋放速率極小，約為8.5×10^-10[2]。

簇衰變介乎α衰變與自發裂變之間。α衰變是原子核發射出質量數為4的⁴He，而自發裂變則是重原子核分裂成兩至數個較小的子核以及幾個中子，產物的質量呈機率分布。在簇衰變中，母核發射的粒子都是具有特定質量數（＞4）的較輕原子核，已知的例子有¹⁴C、²⁴Ne、²⁸Mg等。目前已發現超過20種原子核偶爾會以簇衰變的方式進行衰變。^[3]。