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2026년 현재의 지구 환경에는 존재하지 않는 동위원소들. 우주 상에 존재하는 모든 원소들은 동위원소를 가지고 있는데 그 중에는 안정한 상태로 존재하는 동위원소도 있고, 불안정하여 방사선을 배출하고 일정 기간마다 절반으로 줄어드는 반감기를 가진 방사성 동위원소가 있다.
절멸 핵종은 이런 방사성 동위원소 중에서 태양계가 탄생한 46억 년 전에 생성되었으나 반감기가 짧아 현대에는 자연적으로 존재하지 않는 핵종을 칭한다. 일반적으로 원자 1몰(6.02*10의 23승 개)은 반감기를 79번 거치면 다른 원소로 전부 붕괴하여 사라지는데, 여기에 핵합성시에 형성된 초기 생성량을 고려하면 반감기 5천만년 이하의 동위원소들은 현대까지 90번 이상의 반감기를 거쳤기에 자연적으로는 존재하지 않는다. 이 기준에 따르면 플루토늄까지는 절멸 핵종이 아니지만(플루토늄-244는 반감기 8천만년을 가지는 동위원소로 지구 지각 전체에 9g 존재하는 것으로 추정한다) 반감기가 3742만년인 니오븀-92부터 절멸 핵종으로 분류한다.
하지만 플루토늄-244나 사마륨-146이 자연계에 존재하긴 하는데 너무 극미량이므로 사실상 절멸 핵종으로 보고 좀 더 엄격한 기준인 30분의 1(반감기 1억 5천만년 이하)을 적용하자는 주장도 있다. 이 기준을 따르면 우라늄-235(반감기 7억 385만년)까지는 절멸 핵종이 아니고, 사마륨-146(반감기 1억 300만년)부터 절멸 핵종이 된다.
초악티늄족 원소들은 반감기가 겨우 몇 밀리초에 불과하기에 핵합성 직후에 절멸했으며, 후기 악티늄족 원소들도 길어야 수십 년 안에 절멸했을 것으로 보고 있다.