Radioaktivních řadách

Radioaktivní řady (rodiny) - skupiny izotopů navzájem spojené řetězcem radioaktivních přeměn .

Existují tři přirozené radioaktivní řady a jedna umělá.

přírodní série:

thoriová řada (4 n ) - začíná nuklidem Th-232 ;
radiová řada (4 n + 2) - začíná U-238 ;
aktiniová řada (4 n + 3) - začíná U-235 .

Umělé série (v přírodě vyhynulé):

neptuniová řada (4 n + 1) - začíná Np-237 .

Po alfa a beta radioaktivních přeměnách série končí tvorbou stabilních izotopů .

Činnosti těch členů řady, k nimž cesta z mateřského izotopu neprochází větvením, jsou při nástupu sekulární rovnováhy stejné. Aktivita radia-224 ve vzorcích thoria se několik desetiletí po výrobě prakticky rovná aktivitě thoria-232, zatímco aktivita thallia-208 (vzniklého ve stejné řadě během α-rozpadu vizmutu- 212 faktor větvení 0,3594) má sklon k 35,94 % aktivity thoria-232. Charakteristická doba dosažení sekulární rovnováhy v řadě se rovná několika poločasům nejdéle žijících (u dceřiných) členů rodiny. Sekulární rovnováha v thoriové řadě nastává poměrně rychle, v průběhu desetiletí, protože poločasy všech členů řady (kromě mateřského nuklidu) nepřesahují několik let (maximální poločas je T 1/2 = 5,7 let pro radium-228). V řadě uran-235 je rovnováha obnovena asi za sto tisíc let (nejdéle žijící dceřiný člen řady je protaktinium-231, T 1/2 = 32 760 let ), v řadě uran-238 asi za milionů let (určeno uranem-234, T 1/2 = 245 500 let ).

Typy řad

Tři nejběžnější typy radioaktivního rozpadu jsou α - rozpad , β ± - rozpad a izomerní přechod . V důsledku rozpadu alfa se hmotnostní počet jader vždy sníží o čtyři, zatímco v důsledku rozpadů beta a izomerních přechodů se hmotnostní číslo jádra nemění. To vede k tomu, že všechny nuklidy jsou rozděleny do čtyř skupin (řad) v závislosti na zbytku celočíselného dělení hmotnostního čísla nuklidu čtyřmi (tj. mateřský nuklid a jeho podřízený nuklid, vzniklé v důsledku alfa rozpad, bude patřit do stejné skupiny). Ve všech řadách vzniká helium (z alfa částic).

Tři hlavní radioaktivní řady pozorované v přírodě se běžně označují jako thoriová řada, radiová řada a aktiniová řada. Každá z těchto sérií končí tvorbou různých stabilních izotopů olova. Hmotnostní číslo každého z nuklidů v těchto řadách může být reprezentováno jako A = 4 n , A = 4 n + 2 a A = 4 n + 3 , v tomto pořadí.

Řada Thorium

Radioaktivní řada nuklidů s hmotnostním číslem 4 n se nazývá thoriová řada. Série začíná přirozeně se vyskytujícím thoriem-232 a končí stabilním olovem-208 .

Nuklid	Historické označení	historické jméno	Typ rozpadu	Poločas rozpadu	Uvolněná energie, MeV	Produkt rozpadu
252 srov			α	2,645 let	6,1181	248 cm_
248 cm_			α	3,4⋅10 5 let	6,260	244 Pu
244 Pu			α	8⋅10 7 let	4,589	240 U
240 U			β -	14,1 hod	0,39	240 Np _
240 Np _			β -	1,032 h	2.2	240 Pu
240 Pu			α	6561	5,1683	236 U
236 U			α	2,3⋅10 7 let	4,494	232th _
232th _	Th	Thorium	α	1,405⋅10 10 let	4,081	228 Ra
228 Ra	Msth 1	Mezotorium 1	β -	5,75 let	0,046	228 AC
228 AC	MSTh 2	Mezotorium 2	β -	6.15 hod	2.124	228th _
228th _	RdTh	radiothorium	α	1,9116 let	5,520	224 Ra
224 Ra	Díky	Thorium X	α	3,66 dne	5,789	220 Rn _
220 Rn _	Tn (oni)	Thoron (emanace thoria)	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 hod	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
212 po _	ThC'	Thorium C'	α	299 ns	8,955	208Pb _
208 tl _	ThC"	Thorium C"	β -	3,053 min	4,999	208Pb _
208Pb _	ThD	Thorium D, thoriové olovo	stabilní

Neptuniová řada

Radioaktivní řada nuklidů s hmotnostním číslem 4 n + 1 se nazývá neptuniová řada. Série začíná neptuniem-237 a končí tvorbou stabilního thallia-205 . V této sérii se v přírodě vyskytují pouze dva nuklidy – extrémně dlouhověký vizmut-209 a stabilní thalium-205 . S rozvojem jaderných technologií se však v důsledku jaderných testů a radiačních havárií dostaly do životního prostředí radionuklidy jako plutonium-241 a americium-241, což lze také hmotnostním číslem připsat počátku neptuniové řady. Protože tato řada byla nedávno studována, její izotopy nemají historická jména. Slabá alfa aktivita bismutu-209 byla objevena teprve v roce 2003, proto se v dřívějších pracích nazývá konečným (a jediným přežívajícím v přírodě) nuklidem řady.

Nuklid	Typ rozpadu	Poločas rozpadu	Uvolněná energie, MeV	Produkt rozpadu
249 srov	α	351	5,813 + 0,388	245 cm_
245 cm_	α	8500 let	5,362 + 0,175	241 Pu
241 Pu	β -	14,4 let	0,021	241 ráno
241 ráno	α	432,7 let	5,638	237 Np _
237 Np _	α	2.14⋅10 6 let	4,959	233 Pa _
233 Pa _	β -	27,0 d	0,571	233 U
233 U	α	1 592⋅10 5 let	4,909	229th _
229th _	α	7340 let	5,168	225 Ra _
225 Ra _	β -	14,9 d	0,36	225 AC
225 AC	α	10,0 d	5,935	221 Fr _
221 Fr _	α	4,8 min	6.3	217 At
217 At	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 us	8,536	209Pb _
209 tl _	β -	2,2 min	3,99	209Pb _
209Pb _	β -	3,25 hod	0,644	209 Bi
209 Bi	α	1,9⋅10 19 let	3.14	205 l _
205 l _		stabilní

Radium series

Radioaktivní řada nuklidů s hmotnostním číslem 4 n + 2 se nazývá radiová řada (někdy nazývaná uranová nebo uran-radiová řada). Série začíná uranem-238 (nachází se v přírodě) a končí tvorbou stabilního olova-206 .

Nuklid	Historické označení	historické jméno	Typ rozpadu	Poločas rozpadu	Uvolněná energie, MeV	Produkt rozpadu
238 U	UI	Uran I	α	4 468⋅10 9 let	4,270	234th _
234th _	UX 1	Uran X1	β -	24,10 dnů	0,273	234 Pam _
234 Pam _	UX 2	Uran X2, Brevium	β - 99,84 % izomerní přechod 0,16 %	1,16 min	2,271 0,074	234 U 234 Pa
234 Pa _	americký dolar	Uran Z	β -	6,70 hod	2,197	234 U
234 U	UII _	Uran II	α	245 500 let	4,859	230th _
230th _	io	Ionium	α	75 380 let	4,770	226 Ra
226 Ra	Ra	Rádium	α	1602	4,871	222 Rn
222 Rn	Rn (RaEm)	Radon (radiová emanace)	α	3,8235 d	5,590	218 po _
218 po _	RaA	Radium A	α 99,98 % β − 0,02 %	3,10 min	6,115 0,265	214 Pb 218 At
218 At	Raat	Astatin	α 99,90 % β − 0,10 %	1,5 s	6,874 2,883	214 Bi 218 Rn
218 Rn	AtEm	astatinová emanace	α	35 ms	7,263	214 Po
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
214 Po	RaC'	Radium C'	α	0,1643 ms	7,883	210Pb _
210 l _	RaC"	Radium C"	β -	1,30 min	5,484	210Pb _
210Pb _	Rad	Radium D	β -	22,3 let	0,064	210 Bi
210 Bi	RaE	Radium E	β − 99,99987 % α 0,00013 %	5 013 dní	1,426 5,982	210 Po 206 Tl
210 po _	RaF	Radium F, Polonium	α	138,376 dnů	5,407	206Pb _
206 tl _	RaE"	Radium E"	β -	4 199 min	1,533	206Pb _
206Pb _	Hadr	Radium G, uranové olovo	-	stabilní	-	-

Actinium série

Radioaktivní řada nuklidů s hmotnostním číslem 4 n + 3 se nazývá aktiniová nebo uran-aktiniová řada. Série začíná uranem-235 a končí stabilním olovem-207 .

Nuklid	Historické označení	historické jméno	Typ rozpadu	Poločas rozpadu	Uvolněná energie, MeV	Produkt rozpadu
239 Pu			α	2,41⋅10 4 roky	5,244	235 U
235 U	AcU	Actinouran	α	7.04⋅10 8 let	4,678	231th _
231th _	UY	Uran Y	β -	25.52 hod	0,391	231 Pa _
231 Pa _	Pa	Protaktinium	α	32 760 let	5.150	227ac _
227ac _	AC	Actinium	β − 98,62 % α 1,38 %	21 772 let	0,045 5,042	227 čt 223 Fr
227th _	RdAc	radioaktinium	α	18,68 dne	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 At
223 Ra	AcX	Actinium X	α	11,43 dne	5,979	219 Rn
219 At	AcAtI	Actinostat I	α 97,00 % β − 3,00 %	56 s	6,275 1,700	215 Bi 219 Rn
219 Rn	An (AcEm)	Actinon (emanace aktinia)	α	3,96 s	6,946	215 Po
215 Bi			β -	7,6 min	2 250	215 Po
215 Po	ACA	Aktinium A	α 99,99977 % β − 0,00023 %	1,781 ms	7,527 0,715	211 Pb 215 At
215 At	AcAt II	Actinostat II	α	0,1 ms	8,178	211 Bi
211Pb _	AcB	Aktinium 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'	aktinium C'	α	516 ms	7,595	207Pb _
207 tl _	AcC"	Actinium C"	β -	4,77 min	1,418	207Pb _
207Pb _	ACD	Actinium D, aktinium olovo		stabilní

Viz také

Literatura

Lederer CM, Hollander JM, Perlman I. Tabulka izotopů . — 6. vyd. — New York: John Wiley & Sons , 1968.
Rozpadové řetězce
Národní centrum jaderných dat

Slovníky a encyklopedie	Britannica (online)