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究竟是什么让衰变链走向稳定？科学家们揭开了哪些秘密？
在核科学中，衰变链是指某些不稳定化学元素的核经历的一系列可预测的放射性衰变。这些放射性同位素通常不直接衰变为稳定同位素，而是先衰变为另一种放射性同位素，接着再进一步衰变。这一连串的衰变链最终会到达一个稳定的同位素，这些稳定同位素的核不再拥有多余的能量来产生辐射。这样的稳定同位素被认为已经达到了其基态。
例如，元素92（铀）的一种同位素236U会衰变成元素90（钛）的同位素232Th。
每一衰变链的阶段通常都是根据其与前后阶段之间的关系进行标识的。因此，进行衰变以形成女儿同位素的同位素被称为“母同位素”。母同位素衰变的速度是无法精确预测的，并且差异很大。对于每一个单独的核来说，这一过程是没有可决定原因的，因此时间是完全随机的。唯一能做出的预测是统计性的，表达为一种平均衰变速率。
衰变的速率可以表示为> e
−λt，其中λ是特定同位素的衰变常数。
根据这一理解，每种放射性材料的重要性在于其“半衰期”。这个概念指的是一段时间内一组放射性原子降至一半所需的时间，并且与同位素的衰变常数λ反比。半衰期在实验室中已对许多放射性核素进行确定，其范围从几乎瞬时（例如氢-5的衰变时间比光子穿过其核的时间还要短）到某些长于宇宙年龄的同位素（例如，碲-128的半衰期约为2.2×1024年）。
一旦衰变链进行到某一状态且某些女儿产物达到稳定的（即非放射性的）结束时，该链被称为平衡。
在衰变链达到平衡的样本中，放射性产生一个稳定且逐渐减少的数量，而组成该链的同位素则逐步完成衰变链的过程。对于一个同位素丰富的样本（即放射性同位素的存在量超过了衰变链所能引起的存在量），则被认为是失去平衡。这种不平衡的结果是，样本中的放射性可能会偶尔增加，特别是当更强放射性的女儿产品积累时。无论是丰富的还是贫瘠的铀均是这一现象的实例。
衰变链的历史
化学元素的形成可分为两个阶段。第一次产生发生在大爆炸后不久，这一阶段在宇宙的前10秒到前20分钟内，由轻元素的最初凝聚产生了四种最轻的元素。这一最初产出的绝大多数是三种轻氢的同位素：氢-1、氘和氚，以及九种氦的同位素之一：氦-3和氦-4。微量的锂-7和铍-7也可能伴随产生。
所有较重的元素从大约一亿年后开始形成，在第一颗恒星出生时开始了第二次核合成阶段。这些核燃烧中产生的大量元素，都是重于氦的，通过在恒星核心发生的中子捕获过程而形成的。超新星爆炸的极端条件能够产生氧元素至镍（即原子序数8至28）之间的元素，而包括所有高于铅（82）原子序数的元素的重金属，似乎依赖于在中子星合并中释放的大量自由中子运作的r-过程核合成。地球上今存的化学元素大多数是在我们地球的形成阶段这一过程中形成的，大约是在45亿年前。
除了宇宙或恒星核合成和衰变链之外，产生化学元素的唯一途径还包括原子武器、核反应堆或用粒子加速器逐一组装原子核。
不稳定同位素以一定的比率衰变为其女儿产品，经过一系列衰变后会达到一种稳定的同位素，宇宙中目前已知有251种稳定同位素。在稳定同位素中，轻元素通常拥有较低的中子与质子比，而较重的元素则具有较高的比例。举例来说，氦-4拥有接近1:1的中子与质子比，而铀的比率几乎为1.5的中子与质子比（如铀-238的比率为1.587）。
每一种同位素的衰变皆是朝着稳定化的方向前进，为何会有这样的现象？究竟是什么让这些衰变的链条最终都能走向稳定的结束？
