铋-209

長期以來，人們認爲铋-209是所有元素中最重的穩定同位素，但2003年，法國奧賽天體物理和空間研究所的一個研究小組發現²⁰⁹Bi具有放射性，其發生α衰變的半衰期約爲1.9×10¹⁹年^[2][3]，超过宇宙年龄的十亿倍。^[4]現在公認最穩定的最大質量數核素是鉛-208。

在不受外界影響的情況下，铋-209衰變産生3.14兆電子伏的α粒子，並嬗變爲铊-205：^[5]

${\displaystyle \mathrm {^{209}_{\ 83}Bi\ {\xrightarrow[{}]{}}\ _{\ 81}^{205}Tl\ +_{\ 2}^{\ 4}He} }$

在人工干預下（比如在反應堆中或使用加速器），铋-209可以參加鉛－铋中子俘獲循環。鉛-206/207/208直到铋-209都可以參加這一循環，但是俘獲截面都相當低。^[6][7]

由于铋-209超長的半衰期，對于其應用來說，²⁰⁹Bi仍然可以被當作非放射性物質處理。它的放射性比人體的放射性低得多，因此不會造成任何意義上的輻射傷害。雖然²⁰⁹Bi創造了α衰變的半衰期記錄，但其半衰期並不是實驗上確認的放射性核素中最長的；這一殊榮屬于碲-128（¹²⁸Te)，其雙β衰變的半衰期估計爲7.7×10²⁴年。^[8]而當今宇宙年齡不過為7010137989999999999♠(1.3799±0.021)×10¹⁰年。^[9][10]

2012年，意大利大薩索國家實驗室（Laboratori Nazionali del Gran Sasso）團隊驗證了铋-209α衰變的半衰期值，他們報告的數據是7019200999999999999♠(2.01±0.08)×10¹⁹年。他們還發現了铋-209經α衰變到铊-205的第二種路徑，即從铋-209衰變為铊-205第一激發態。這個反應的半衰期更長，估計爲1.66×10²¹年。^[11]盡管這兩個半衰期都比碲-128的半衰期短，但其α粒子能譜的半峰寬是目前觀測到最小的，根據海森堡測不准原理估計分別爲ΔΕ~5.5×10^-43eV和ΔΕ~1.3×10^-44eV。^[12]

因为天然铋完全由铋-209组成，所以所有铋的用途都可看作是铋-209的用途，如铅的替代品、^[13][14]化妆品、^[15][16]油漆^[17]和像是次水杨酸铋的药物。^[4][18][19]

²¹⁰Po可通過在核反應堆中用中子轟擊²⁰⁹Bi來制造^[20]，全世界每年²¹⁰Po的產量約為100克左右。^[21][20]209Po和²⁰⁸Po则可由质子轰击²⁰⁹Bi而成。^[22]用α粒子轰击²⁰⁹Bi则能得到砹。^[23][24][25]

²⁰⁹Bi也可用于合成如𬭊、^{[26][27][28][29]}𬭛、^[26][30]鿏、^[31][32][33]𬬭^[34][35][36]和鿭^[37][38][39]等超重元素。

在漸近巨星支的紅巨星中，铋-209和钋-210經由S-過程(慢速過程)通過中子俘獲而形成。此二核素是S-過程產生的最重元素。所有比它們更重的元素都是在R-過程（快速過程）中形成的，該過程發生在超新星爆發前十五分钟。^[40]

• 鉍的同位素