Radioaktive rækker

Radioaktive serier (familier) - grupper af isotoper forbundet med hinanden ved en kæde af radioaktive transformationer .

Der er tre naturlige radioaktive serier og en kunstig.

naturlig serie:

thorium-serien (4 n ) - starter med nuklidet Th-232 ;
radium serie (4 n + 2) - starter med U-238 ;
actinium-serien (4 n + 3) - starter med U-235 .

Kunstige serier (uddøde i naturen):

neptunium-serien (4 n + 1) - starter med Np-237 .

Efter alfa- og beta-radioaktive transformationer ender serien med dannelsen af stabile isotoper .

Aktiviteterne for disse medlemmer af serien, hvortil vejen fra moderisotopen ikke går gennem forgrening, er lige store ved begyndelsen af sekulær ligevægt . Således bliver aktiviteten af radium-224 i thoriumprøver adskillige årtier efter fremstilling praktisk talt lig med aktiviteten af thorium-232, mens aktiviteten af thallium-208 (dannet i samme serie under a-henfaldet af bismuth-212 med en forgreningsfaktor på 0,3594) har en tendens til 35,94% af aktiviteten af thorium-232. Det karakteristiske tidspunkt for at nå sekulær ligevægt i serien er lig med flere halveringstider for de længstlevende (blandt datteren) medlemmer af familien. Den sekulære ligevægt i thorium-serien opstår ret hurtigt over årtier, da halveringstiden for alle medlemmer af serien (undtagen modernuklidet) ikke overstiger flere år (den maksimale halveringstid er T 1/2 = 5,7 år for radium-228). I uranium-235-serien genoprettes ligevægten på omkring hundrede tusinde år (seriens længstlevende dattermedlem er protactinium-231, T 1/2 = 32.760 år ), i uranium-238-serien på ca. millioner år (bestemt af uran-234, T 1/2 = 245.500 år ).

Serietyper

De tre mest almindelige typer af radioaktivt henfald er α - henfald , β ± -henfald og isomer overgang . Som følge af alfa-henfald falder masseantallet af kerner altid med fire, mens kernens massetal ikke ændres som følge af beta-henfald og isomere overgange. Dette fører til, at alle nuklider er opdelt i fire grupper (rækker) afhængigt af resten af heltals divisionen af nuklidens massetal med fire (det vil sige modernuklidet og dets underordnede nuklid, dannet som følge af alfa-henfald, vil tilhøre samme gruppe). I alle rækker dannes helium (fra alfapartikler).

De tre vigtigste radioaktive serier observeret i naturen omtales almindeligvis som thorium-serien, radium-serien og actinium-serien. Hver af disse serier ender med dannelsen af forskellige stabile isotoper af bly. Massetallet for hver af nukliderne i disse rækker kan repræsenteres som henholdsvis A = 4 n , A = 4 n + 2 og A = 4 n + 3 .

Thorium-serien

Den radioaktive række af nuklider med et massetal repræsenteret som 4 n kaldes thoriumrækken. Serien begynder med naturligt forekommende thorium-232 og slutter med stabil bly-208 .

Nuklid	Historisk betegnelse	historisk navn	Type forfald	Halvt liv	Frigivet energi, MeV	Forfaldsprodukt
252 jfr			α	2.645 år	6,1181	248 cm _
248 cm _			α	3,4⋅10 5 år	6,260	244 Pu
244 Pu			α	8⋅10 7 år	4.589	240U _
240U _			β -	14.1 timer	0,39	240Np _
240Np _			β -	1.032 timer	2.2	240 Pu
240 Pu			α	6561	5,1683	236 U
236 U			α	2,3⋅10 7 år	4.494	232th _
232th _	Th	Thorium	α	1.405⋅10 10 år	4,081	228 Ra
228 Ra	MsTh 1	Mesothorium 1	β -	5,75 år	0,046	228 AC
228 AC	MSTh 2	Mesothorium 2	β -	6.15 timer	2,124	228th _
228th _	RdTh	radiothorium	α	1.9116 år	5.520	224 Ra
224 Ra	ThX	Thorium X	α	3,66 dage	5.789	220Rn _
220Rn _	Tn (dem)	Thoron (en udstråling af thorium)	α	55,6 s	6,404	216po _
216po _	ThA	Thorium A	α	0,145 s	6,906	212Pb _
212Pb _	ThB	Thorium B	β -	10.64 timer	0,570	212 Bi
212 Bi	ThC	Thorium C	β − 64,06 % α 35,94 %	60,55 min	2.252 6.208	212 Po 208 Tl
212po _	ThC'	Thorium C'	α	299 ns	8.955	208Pb _
208Tl _	ThC"	Thorium C"	β -	3.053 min	4.999	208Pb _
208Pb _	ThD	Thorium D, thorium bly	stabil

Neptunium-serien

Den radioaktive række af nuklider med et massetal repræsenteret som 4 n + 1 kaldes neptunium-rækken. Serien begynder med neptunium-237 og slutter med dannelsen af stabil thallium-205 . I denne serie findes kun to nuklider i naturen - den ekstremt langlivede bismuth-209 og den stabile thallium-205 . Men med udviklingen af nukleare teknologier, som et resultat af nukleare forsøg og strålingsulykker, kom radionuklider som plutonium-241 og americium-241 ind i miljøet, hvilket også ved massetal kan tilskrives begyndelsen af neptunium-serien. Da denne serie for nylig blev undersøgt, har dens isotoper ikke historiske navne. Den svage alfa-aktivitet af bismuth-209 blev først opdaget i 2003; derfor kaldes det i tidligere værker den sidste (og den eneste overlevende i naturen) nuklid i serien.

Nuklid	Type forfald	Halvt liv	Frigivet energi, MeV	Forfaldsprodukt
249 jfr	α	351	5,813 + 0,388	245 cm _
245 cm _	α	8500 år	5,362 + 0,175	241 Pu
241 Pu	β -	14,4 år	0,021	241 om morgenen
241 om morgenen	α	432,7 år	5,638	237Np _
237Np _	α	2.14⋅10 6 år	4.959	233Pa _
233Pa _	β -	27,0 d	0,571	233 U
233 U	α	1.592⋅10 5 år	4.909	229th _
229th _	α	7340 år	5,168	225Ra _
225Ra _	β -	14,9 d	0,36	225 AC
225 AC	α	10,0 d	5,935	221Fr _
221Fr _	α	4,8 min	6.3	217 kl
217 kl	α	32 ms	7,0	213 Bi
213 Bi	β − 97,80 % α 2,20 %	46,5 min	1,423 5,87	213 Po 209 Tl
213 Po	α	3,72 µs	8,536	209Pb _
209Tl _	β -	2,2 min	3,99	209Pb _
209Pb _	β -	3.25 timer	0,644	209 Bi
209 Bi	α	1,9⋅10 19 år	3.14	205Tl _
205Tl _		stabil

Radium-serien

Den radioaktive række af nuklider med et massetal repræsenteret som 4 n + 2 kaldes radiumrækken (nogle gange kaldet uran- eller uran-radium-rækken). Serien begynder med uran-238 (findes i naturen) og slutter med dannelsen af stabilt bly-206 .

Nuklid	Historisk betegnelse	historisk navn	Type forfald	Halvt liv	Frigivet energi, MeV	Forfaldsprodukt
238 U	UI	Uranus I	α	4.468⋅10 9 år	4,270	234th _
234th _	UX 1	Uranus X1	β -	24.10 dage	0,273	234 Pam _
234 Pam _	UX 2	Uranus X2, Brevium	β - 99,84 % isomer overgang 0,16 %	1,16 min	2,271 0,074	234 U 234 Pa
234Pa _	USD	Uranus Z	β -	6.70 timer	2.197	234 U
234 U	UII _	Uranus II	α	245500 år	4.859	230th _
230th _	io	Ionium	α	75380 år	4.770	226Ra _
226Ra _	Ra	Radium	α	1602	4.871	222 Rn
222 Rn	Rn (RaEm)	Radon (radiumemanation)	α	3,8235 d	5.590	218po _
218po _	RaA	Radium A	α 99,98 % β − 0,02 %	3,10 min	6,115 0,265	214 Pb 218 Kl
218 kl	Raat	Astatin	α 99,90 % β − 0,10 %	1,5 s	6.874 2.883	214 Bi 218 Rn
218 Rn	AtEm	astatin udstråling	α	35 ms	7,263	214po _
214Pb _	RaB	Radium B	β -	26,8 min	1,024	214 Bi
214 Bi	RaC	Radium C	β − 99,98 % α 0,02 %	19,9 min	3,272 5,617	214 Po 210 Tl
214po _	RaC'	Radium C'	α	0,1643 ms	7.883	210Pb _
210Tl _	RaC"	Radium C"	β -	1.30 min	5.484	210Pb _
210Pb _	RaD	Radium D	β -	22,3 år	0,064	210 Bi
210 Bi	RaE	Radium E	β − 99,99987 % α 0,00013 %	5.013 dage	1.426 5.982	210 Po 206 Tl
210po _	RaF	Radium F, Polonium	α	138.376 dage	5,407	206Pb _
206Tl _	RaE"	Radium E"	β -	4.199 min	1.533	206Pb _
206Pb _	Klud	Radium G, uran bly	-	stabil	-	-

Actinium-serien

En radioaktiv serie af nuklider med et massetal repræsenteret som 4 n + 3 kaldes en actinium- eller uran-actinium-serie. Serien begynder med uranium-235 og slutter med stabil bly-207 .

Nuklid	Historisk betegnelse	historisk navn	Type forfald	Halvt liv	Frigivet energi, MeV	Forfaldsprodukt
239 Pu			α	2,41⋅10 4 år	5.244	235 U
235 U	AcU	Actinouran	α	7.04⋅10 8 år	4,678	231th _
231th _	UY	Uranus Y	β -	25.52 timer	0,391	231Pa _
231Pa _	Pa	Protactinium	α	32760 år	5.150	227ac _
227ac _	AC	Actinium	β − 98,62 % α 1,38 %	21.772 år	0,045 5,042	227 Th 223 Fr
227. _	RdAc	radioaktinium	α	18.68 dage	6,147	223 Ra
223 Fr _	AcK	Actinium K	β − 99,994 % α 0,006 %	22.00 min	1.149 5.340	223 Ra 219 Kl
223 Ra	AcX	Actinium X	α	11.43 dage	5.979	219 Rn
219 kl	AcATI	Actinostat I	α 97,00 % β − 3,00 %	56 sek	6.275 1.700	215 Bi 219 Rn
219 Rn	An (AcEm)	Actinon (emanation af actinium)	α	3,96 s	6.946	215 Po
215 Bi			β -	7,6 min	2.250	215 Po
215 Po	ACA	Actinium A	α 99,99977 % β − 0,00023 %	1.781 ms	7,527 0,715	211 Pb 215 Kl
215 kl	AcAtII	Actinostat II	α	0,1 ms	8,178	211 Bi
211Pb _	AcB	Actinium B	β -	36,1 min	1,367	211 Bi
211 Bi	AcC	Actinium C	α 99,724 % β - 0,276 %	2,14 min	6,751 0,575	207 Tl 211 Po
211po _	AcC'	Actinium C'	α	516 ms	7.595	207Pb _
207Tl _	AcC"	Actinium C"	β -	4,77 min	1,418	207Pb _
207Pb _	ACD	Actinium D, actinium bly		stabil

Se også

Litteratur

Lederer CM, Hollander JM, Perlman I. Table of Isotopes . — 6. Udg. — New York: John Wiley & Sons , 1968.
Forfaldskæder
Nationalt Nuklear Datacenter

Ordbøger og encyklopædier	Britannica (online)