Радиоактивные ряды | это... Что такое Радиоактивные ряды? (original) (raw)

Радиоактивные ряды (семейства) — цепочки радиоактивных превращений.

Выделяют три естественных радиоактивных ряда и один искусственный.

Естественные ряды:

• ряд тория (4_n_) — начинается с нуклида Th-232;
• ряд радия (4_n_+2) — начинается с U-238;
• ряд актиния (4_n_+3) — начинается с U-235.

Искусственный ряд:

• ряд нептуния (4_n_+1) — начинается с Np-237.

После альфа- и бета-радиоактивных превращений ряды заканчиваются образованием стабильных изотопов.

Активности тех членов ряда, путь к которым от родительского изотопа не проходит через ветвления, при наступлении векового равновесия равны. Так, активность радия-224 в ториевых образцах через несколько десятков лет после изготовления становится практически равной активности тория-232, тогда как активность таллия-208 (образующегося в этом же ряду при α-распаде висмута-212 с коэффициентом ветвления 0,3594) стремится к 35,94% от активности тория-232. Характерное время прихода к вековому равновесию в ряде равно нескольким периодам полураспада наиболее долгоживущего (среди дочерних) члена семейства. Вековое равновесие в ряду тория наступает достаточно быстро, за десятки лет, т.к. периоды полураспадов всех членов ряда (кроме родительского нуклида) не превышают нескольких лет (максимальный период полураспада _T_1/2=5,7 лет — у радия-228). В ряду урана-235 равновесие восстанавливается примерно за сто тысяч лет (наиболее долгоживущий дочерний член ряда — протактиний-231, _T_1/2=32760 лет), в ряду урана-238 — примерно за миллион лет (определяется ураном-234, _T_1/2=245500 лет).

Типы рядов

Тремя наиболее распространёнными видами радиоактивного распада являются α-распад, β±-распад и изомерный переход. В результате альфа-распада массовое число ядер всегда уменьшается на четыре, тогда как в результате бета-распадов и изомерных переходов массовое число ядра не меняется. Это приводит к тому, что все нуклиды делятся на четыре группы (ряда) в зависимости от остатка целочисленного деления массового числа нуклида на четыре (то есть родительский нуклид и его дочерний нуклид, образовавшийся в результате альфа-распада, будут принадлежать к одной группе). Во всех рядах происходит образование гелия (из альфа-частиц).

Три основных радиоактивных ряда, наблюдающихся в природе, обычно называются рядом тория, рядом радия и рядом актиния. Каждый из этих рядов заканчивается образованием различных стабильных изотопов свинца. Массовый номер каждого из нуклидов в этих рядах может быть представлен в виде A_=4_n, A_=4_n+2 и A_=4_n+3, соответственно.

Ряд тория

Ряд тория

Радиоактивный ряд нуклидов с массовым числом, представимым в виде 4_n_, называется рядом тория. Ряд начинается с встречающегося в природе тория-232 и завершается образованием стабильного свинца-208.

Ряд нептуния

Ряд нептуния

Радиоактивный ряд нуклидов с массовым числом, представимым в виде 4_n_+1, называется рядом нептуния. Ряд начинается с нептуния-237 и завершается образованием стабильного таллия-205. В этой серии только два нуклида встречаются в природе — висмут-209 и таллий-205. Однако с развитием ядерных технологий в результате ядерных испытаний и радиационных аварий в окружающую среду попали радионуклиды, такие как плутоний-241 и америций-241, которые также могут быть отнесены по массовому числу к началу ряда нептуния. Так как этот ряд был изучен недавно, его изотопы не имеют исторических названий. Слабая альфа-активность висмута-209 была обнаружена лишь в 2003 году, поэтому в более ранних работах он называется конечным (и единственным сохранившимся в природе) нуклидом ряда.

Ряд радия

Ряд радия

Радиоактивный ряд нуклидов с массовым числом, представимым в виде 4n+2, называется рядом радия (иногда называют рядом урана или урана-радия). Ряд начинается с урана-238 (встречается в природе) и завершается образованием стабильного свинца-206.

Ряд актиния

Ряд актиния

Радиоактивный ряд нуклидов с массовым числом, представимым в виде 4n+3, называется рядом актиния или урана-актиния. Ряд начинается с урана-235 и завершается образованием стабильного свинца-207.

См. также

• Атомное ядро
• Радиоактивный распад

Литература

• C.M. Lederer, J.M. Hollander, I. Perlman Table of Isotopes. — 6th. — New York: John Wiley & Sons, 1968.
• Decay chains
• National Nuclear Data Center