Русская Википедия:Радиоактивные ряды
Радиоакти́вные ряды́ (семейства) — группы изотопов, связанных друг с другом цепочкой радиоактивных превращений.
Выделяют три естественных радиоактивных ряда и один искусственный.
Естественные ряды:
- ряд тория (4Шаблон:Math) — начинается с нуклида Th-232;
- ряд радия (4Шаблон:Math + 2) — начинается с U-238;
- ряд актиния (4Шаблон:Math + 3) — начинается с U-235.
Искусственный ряд (вымерший в природе):
- ряд нептуния (4Шаблон:Math + 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, так как периоды полураспадов всех членов ряда (кроме родительского нуклида) не превышают нескольких лет (максимальный период полураспада Шаблон:Math1/2 = 5,7 лет — у радия-228). В ряду урана-235 равновесие восстанавливается примерно за сто тысяч лет (наиболее долгоживущий дочерний член ряда — протактиний-231, Шаблон:Math1/2 = 32 760 лет), в ряду урана-238 — примерно за миллион лет (определяется ураном-234, Шаблон:Math1/2 = 245 500 лет).
Типы рядов
Тремя наиболее распространёнными видами радиоактивного распада являются [[альфа-распад|Шаблон:Math-распад]], [[бета-распад|Шаблон:Math±-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 Шаблон:Math = 4Шаблон:Math, Шаблон:Math = 4Шаблон:Math + 2 и Шаблон:Math = 4Шаблон:Math + 3, соответственно.
Ряд тория
Радиоактивный ряд нуклидов с массовым числом, представимым в виде 4Шаблон:Math, называется рядом тория. Ряд начинается с встречающегося в природе тория-232 и завершается образованием стабильного свинца-208.
| Нуклид | Историческое обозначение | Историческое название | Вид распада | Период полураспада | Выделяемая энергия, МэВ | Продукт распада |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 252Cf | α | 2,645 года | 6,1181 | 248Cm | ||
| 248Cm | α | 3,4Шаблон:E лет | 6,260 | 244Pu | ||
| 244Pu | α | 8Шаблон:E лет | 4,589 | 240U | ||
| 240U | β− | 14,1 ч | 0,39 | 240Np | ||
| 240Np | β− | 1,032 ч | 2,2 | 240Pu | ||
| 240Pu | α | 6561 год | 5,1683 | 236U | ||
| 236U | α | 2,3Шаблон:E лет | 4,494 | 232Th | ||
| 232Th | Th | Торий | α | 1,405Шаблон:E лет | 4,081 | 228Ra |
| 228Ra | MsTh1 | Мезоторий 1 | β− | 5,75 лет | 0,046 | 228Ac |
| 228Ac | MsTh2 | Мезоторий 2 | β− | 6,15 ч | 2,124 | 228Th |
| 228Th | RdTh | Радиоторий | α | 1,9116 года | 5,520 | 224Ra |
| 224Ra | ThX | Торий X | α | 3,66 дня | 5,789 | 220Rn |
| 220Rn | Tn (ThEm) | Торон (эманация тория) | α | 55,6 с | 6,404 | 216Po |
| 216Po | ThA | Торий A | α | 0,145 с | 6,906 | 212Pb |
| 212Pb | ThB | Торий B | β− | 10,64 ч | 0,570 | 212Bi |
| 212Bi | ThC | Торий C | β− 64,06 % α 35,94 % |
60,55 мин | 2,252 6,208 |
212Po 208Tl |
| 212Po | ThC′ | Торий C′ | α | 299 нс | 8,955 | 208Pb |
| 208Tl | ThC′′ | Торий C′′ | β− | 3,053 мин | 4,999 | 208Pb |
| 208Pb | ThD | Торий D, ториевый свинец | стабильный |
Ряд нептуния
Радиоактивный ряд нуклидов с массовым числом, представимым в виде 4Шаблон:Math + 1, называется рядом нептуния. Ряд начинается с нептуния-237 и завершается образованием стабильного таллия-205. В этой серии только два нуклида встречаются в природе — чрезвычайно долгоживущий висмут-209 и стабильный 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.
| Нуклид | Вид распада | Период полураспада | Выделяемая энергия, МэВ | Продукт распада |
|---|---|---|---|---|
| 249Cf | α | 351 год | 5,813 + 0,388 | 245Cm |
| 245Cm | α | 8500 лет | 5,362 + 0,175 | 241Pu |
| 241Pu | β− | 14,4 года | 0,021 | 241Am |
| 241Am | α | 432,7 года | 5,638 | 237Np |
| 237Np | α | 2,14Шаблон:E лет | 4,959 | 233Pa |
| 233Pa | β− | 27,0 д | 0,571 | 233U |
| 233U | α | 1,592Шаблон:E лет | 4,909 | 229Th |
| 229Th | α | 7340 лет | 5,168 | 225Ra |
| 225Ra | β− | 14,9 д | 0,36 | 225Ac |
| 225Ac | α | 10,0 д | 5,935 | 221Fr |
| 221Fr | α | 4,8 мин | 6,3 | 217At |
| 217At | α | 32 мс | 7,0 | 213Bi |
| 213Bi | β− 97,80 % α 2,20 % |
46,5 мин | 1,423 5,87 |
213Po 209Tl |
| 213Po | α | 3,72 мкс | 8,536 | 209Pb |
| 209Tl | β− | 2,2 мин | 3,99 | 209Pb |
| 209Pb | β− | 3,25 ч | 0,644 | 209Bi |
| 209Bi | α | 1,9Шаблон:E лет | 3,14 | 205Tl |
| 205Tl | стабильный |
Ряд радия
Радиоактивный ряд нуклидов с массовым числом, представимым в виде 4Шаблон:Math + 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.
| Нуклид | Историческое обозначение | Историческое название | Вид распада | Период полураспада | Выделяемая энергия, МэВ | Продукт распада |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 238U | UI | Уран I | α | 4,468Шаблон:E лет | 4,270 | 234Th |
| 234Th | UX1 | Уран X1 | β− | 24,10 сут | 0,273 | 234Pam |
| 234Pam | UX2 | Уран X2, бревий | β− 99,84 % изомерный переход 0,16 % |
1,16 мин | 2,271 0,074 |
234U 234Pa |
| 234Pa | UZ | Уран Z | β− | 6,70 ч | 2,197 | 234U |
| 234U | UII | Уран II | α | 245500 лет | 4,859 | 230Th |
| 230Th | Io | Ионий | α | 75380 лет | 4,770 | 226Ra |
| 226Ra | Ra | Радий | α | 1602 года | 4,871 | 222Rn |
| 222Rn | Rn (RaEm) | Радон (эманация радия) | α | 3,8235 д | 5,590 | 218Po |
| 218Po | RaA | Радий A | α 99,98 % β− 0,02 % |
3,10 мин | 6,115 0,265 |
214Pb 218At |
| 218At | RaAt | Астат | α 99,90 % β− 0,10 % |
1,5 с | 6,874 2,883 |
214Bi 218Rn |
| 218Rn | AtEm | эманация астата | α | 35 мс | 7,263 | 214Po |
| 214Pb | RaB | Радий B | β− | 26,8 мин | 1,024 | 214Bi |
| 214Bi | RaC | Радий C | β− 99,98 % α 0,02 % |
19,9 мин | 3,272 5,617 |
214Po 210Tl |
| 214Po | RaC′ | Радий C′ | α | 0,1643 мс | 7,883 | 210Pb |
| 210Tl | RaC′′ | Радий C′′ | β− | 1,30 мин | 5,484 | 210Pb |
| 210Pb | RaD | Радий D | β− | 22,3 года | 0,064 | 210Bi |
| 210Bi | RaE | Радий E | β− 99,99987 % α 0,00013 % |
5,013 сут | 1,426 5,982 |
210Po 206Tl |
| 210Po | RaF | Радий F, полоний | α | 138,376 сут | 5,407 | 206Pb |
| 206Tl | RaE′′ | Радий E′′ | β− | 4,199 мин | 1,533 | 206Pb |
| 206Pb | RaG | Радий G, урановый свинец | - | стабильный | - | - |
Ряд актиния
Радиоактивный ряд нуклидов с массовым числом, представимым в виде 4Шаблон:Math + 3, называется рядом актиния или урана-актиния. Ряд начинается с урана-235 и завершается образованием стабильного свинца-207.
| Нуклид | Историческое обозначение | Историческое название | Вид распада | Период полураспада | Выделяемая энергия, МэВ | Продукт распада |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 239Pu | α | 2,41Шаблон:E лет | 5,244 | 235U | ||
| 235U | AcU | Актиноуран | α | 7,04Шаблон:E лет | 4,678 | 231Th |
| 231Th | UY | Уран Y | β− | 25,52 ч | 0,391 | 231Pa |
| 231Pa | Pa | Протактиний | α | 32760 лет | 5,150 | 227Ac |
| 227Ac | Ac | Актиний | β− 98,62 % α 1,38 % |
21,772 года | 0,045 5,042 |
227Th 223Fr |
| 227Th | RdAc | Радиоактиний | α | 18,68 сут | 6,147 | 223Ra |
| 223Fr | AcK | Актиний K | β− 99,994 % α 0,006 % |
22,00 мин | 1,149 5,340 |
223Ra 219At |
| 223Ra | AcX | Актиний X | α | 11,43 сут | 5,979 | 219Rn |
| 219At | AcAtI | Актиноастат I | α 97,00 % β− 3,00 % |
56 с | 6,275 1,700 |
215Bi 219Rn |
| 219Rn | An (AcEm) | Актинон (эманация актиния) | α | 3,96 с | 6,946 | 215Po |
| 215Bi | β− | 7,6 мин | 2,250 | 215Po | ||
| 215Po | AcA | Актиний A | α 99,99977 % β− 0,00023 % |
1,781 мс | 7,527 0,715 |
211Pb 215At |
| 215At | AcAtII | Актиноастат II | α | 0,1 мс | 8,178 | 211Bi |
| 211Pb | AcB | Актиний B | β− | 36,1 мин | 1,367 | 211Bi |
| 211Bi | AcC | Актиний C | α 99,724 % β− 0,276 % |
2,14 мин | 6,751 0,575 |
207Tl 211Po |
| 211Po | AcC′ | Актиний C′ | α | 516 мс | 7,595 | 207Pb |
| 207Tl | AcC′′ | Актиний C′′ | β− | 4,77 мин | 1,418 | 207Pb |
| 207Pb | AcD | Актиний D, актиниевый свинец | стабильный |
См. также
Литература
.PNG){kind=link}
.PNG){kind=link}
.PNG){kind=link}
.PNG){kind=link}