Radioaktív rangok

Radioaktív sorozatok (családok) - izotópcsoportok, amelyek radioaktív átalakulások láncolatával kapcsolódnak egymáshoz .

Három természetes radioaktív sorozat és egy mesterséges.

natúr sorozat:

Mesterséges sorozatok (a természetben kihalt):

Az alfa és béta radioaktív átalakulások után a sorozat a stabil izotópok képződésével ér véget .

A sorozat azon tagjainak aktivitása , amelyek felé az anyaizotóptól nem halad elágazáson, a világi egyensúly beállásakor egyenlőek . Így a tóriummintákban a rádium-224 aktivitása több évtizeddel a gyártás után gyakorlatilag megegyezik a tórium-232 aktivitásával, míg a tallium-208 aktivitása (amely ugyanabban a sorozatban keletkezett a bizmut-212 α-bomlása során elágazási tényezője 0,3594) a tórium-232 aktivitásának 35,94%-át teszi ki. A sorozatban a világi egyensúly elérésének jellemző ideje megegyezik a család leghosszabb életű (a lánya) tagjainak több felezési idejével. A tóriumos sorozatban a világi egyensúly meglehetősen gyorsan, évtizedek alatt beáll, mivel a sorozat összes tagjának felezési ideje (a kiindulási nuklid kivételével) nem haladja meg a több évet (a maximális felezési idő T 1/2 = 5,7 év  a rádium-228 esetében). Az urán-235 sorozatban az egyensúly körülbelül százezer év alatt áll helyre (a sorozat leghosszabb életű leánytagja a protactinium-231, T 1/2 = 32 760 év ), az urán-238 sorozatban kb. millió év (az urán-234 alapján meghatározva, T 1/2 = 245 500 év ).

Sorozattípusok

A radioaktív bomlás három leggyakoribb típusa az α - bomlás , a β ± - bomlás és az izomer átmenet . Az alfa-bomlás következtében az atommagok tömegszáma mindig néggyel csökken, míg a béta-bomlás és az izomer átmenetek következtében a mag tömegszáma nem változik. Ez oda vezet, hogy az összes nuklid négy csoportra (sorra) van osztva, attól függően, hogy a nuklid tömegszáma néggyel egész osztása maradéka (vagyis az anyanuklid és annak gyermeknuklidja, amely a következőképpen alakult ki) alfa-bomlás, ugyanabba a csoportba fog tartozni). Minden sorban hélium képződik (alfa részecskékből).

A természetben megfigyelt három fő radioaktív sorozatot általában tórium-sorozatnak, rádium-sorozatnak és aktínium-sorozatnak nevezik. Ezen sorozatok mindegyike az ólom különböző stabil izotópjainak képződésével végződik. Ezekben a sorokban az egyes nuklidok tömegszáma A = 4 n , A = 4 n + 2 és A = 4 n + 3 .

Thorium sorozat

A 4 n tömegszámú nuklidok radioaktív sorozatát tóriumsorozatnak nevezzük. A sorozat a természetben előforduló tórium-232- vel kezdődik, és a stabil ólom-208-cal ér véget .

Nuklid Történelmi elnevezés történelmi név A bomlás típusa Fél élet Felszabadult energia, MeV Bomlástermék
252 vö α 2,645 év 6.1181 248 cm_
248 cm_ α 3,4⋅10 5 év 6.260 244 Pu
244 Pu α 8⋅10 7 év 4.589 240U _
240U _ β − 14,1 óra 0,39 240 Np _
240 Np _ β − 1,032 óra 2.2 240 Pu
240 Pu α 6561 5.1683 236 U
236 U α 2,3⋅10 7 év 4.494 232. _
232. _ Th Tórium α 1.405⋅10 10 év 4.081 228 Ra
228 Ra MsTh 1 Mezotórium 1 β − 5,75 év 0,046 228 AC
228 AC MSTh 2 Mezotórium 2 β − 6.15 óra 2.124 228. _
228. _ RdTh radiotórium α 1,9116 év 5.520 224 Ra
224 Ra Kösz Thórium X α 3,66 nap 5.789 220Rn_ _
220Rn_ _ Tn (Ők) Thoron (tórium emanációja) α 55,6 s 6.404 216po _
216po _ ThA Tórium A α 0,145 s 6.906 212Pb_ _
212Pb_ _ ThB Tórium B β − 10.64 óra 0,570 212 Bi
212 Bi ThC Tórium C β − 64,06%
α 35,94% 		60,55 perc 2,252
6,208 		212 Po
208 Tl
212po _ ThC' tórium C' α 299 ns 8.955 208Pb _
208Tl _ ThC" tórium C" β − 3,053 perc 4,999 208Pb _
208Pb _ ThD Tórium D, tórium ólom stabil

A neptunium sorozat

A 4 n + 1 tömegszámú nuklidok radioaktív sorozatát neptunium sorozatnak nevezzük. A sorozat a neptunium-237- tel kezdődik, és a stabil tallium-205 képződésével ér véget . Ebben a sorozatban csak két nuklid található a természetben: a rendkívül hosszú élettartamú bizmut-209 és a stabil tallium-205 . A nukleáris technológiák fejlődésével azonban a nukleáris kísérletek és sugárbalesetek következtében olyan radionuklidok kerültek a környezetbe, mint a plutónium-241 és az americium-241, amelyek tömegszám szerint is a neptunium-sorozat kezdetéhez köthetők. Mivel ezt a sorozatot nemrégiben tanulmányozták, izotópjainak nincs történelmi neve. A bizmut-209 gyenge alfa-aktivitását csak 2003-ban fedezték fel, ezért a korábbi munkákban a sorozat végső (és a természetben egyetlen fennmaradt) nuklidjának nevezik.

Nuklid A bomlás típusa Fél élet Felszabadult energia, MeV Bomlástermék
249 vö α 351 5,813 + 0,388 245 cm_
245 cm_ α 8500 év 5,362 + 0,175 241 Pu
241 Pu β − 14,4 év 0,021 241 óra
241 óra α 432,7 év 5.638 237 Np _
237 Np _ α 2,14⋅10 6 év 4.959 233 Pa _
233 Pa _ β − 27,0 d 0,571 233 U
233 U α 1,592⋅10 5 év 4.909 229. _
229. _ α 7340 év 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 perc 6.3 217 At
217 At α 32 ms 7.0 213 Bi
213 Bi β − 97,80%
α 2,20% 		46,5 perc 1,423
5,87 		213 Po
209 Tl
213 Po α 3,72 µs 8.536 209Pb _
209Tl _ β − 2,2 perc 3.99 209Pb _
209Pb _ β − 3,25 óra 0,644 209 Bi
209 Bi α 1,9⋅10 19 év 3.14 205Tl _
205Tl _ stabil

A rádium sorozat

A 4 n + 2 tömegszámú nuklidok radioaktív sorozatát rádium sorozatnak nevezik (néha urán vagy urán-rádium sorozatnak is nevezik). A sorozat a természetben található urán-238-cal kezdődik, és a stabil ólom-206 képződésével ér véget .

Nuklid Történelmi elnevezés történelmi név A bomlás típusa Fél élet Felszabadult energia, MeV Bomlástermék
238 U UI Uránusz I α 4,468⋅10 9 év 4.270 234. _
234. _ UX 1 Uránusz X1 β − 24.10 nap 0,273 234 Pam _
234 Pam _ UX 2 Uranus X2, Brevium β - 99,84%
izomer átmenet 0,16% 		1,16 perc 2,271
0,074 		234 U
234 Pa
234 Pa _ usadollár Uranus Z β − 6.70 óra 2.197 234 U
234 U UII_ _ Uránusz II α 245500 év 4.859 230. _
230. _ io Iónium α 75380 év 4,770 226Ra_ _
226Ra_ _ Ra Rádium α 1602 4,871 222 Rn
222 Rn Rn (RaEm) Radon (rádium emanáció) α 3,8235 d 5,590 218po _
218po _ RaA Rádium A α 99,98%
β − 0,02% 		3,10 perc 6,115
0,265 		214 Pb
218 At
218 At Raat Asztatin α 99,90%
β − 0,10% 		1,5 s 6,874
2,883 		214 Bi
218 Rn
218 Rn AtEm asztatikus emanáció α 35 ms 7.263 214po _
214Pb_ _ RaB Rádium B β − 26,8 perc 1.024 214 Bi
214 Bi RaC Rádium C β − 99,98%
α 0,02% 		19,9 perc 3,272
5,617 		214 Po
210 Tl
214po _ RaC' Radium C' α 0,1643 ms 7,883 210Pb_ _
210 Tl _ RaC" Radium C" β − 1,30 perc 5.484 210Pb_ _
210Pb_ _ RaD Rádium D β − 22,3 év 0,064 210 Bi
210 Bi RaE Rádium E β − 99,99987%
α 0,00013% 		5013 nap
1,426 5,982		 210 Po
206 Tl
210po _ RaF Rádium F, polónium α 138.376 nap 5.407 206 Pb _
206Tl _ RaE" Rádium E" β − 4199 perc 1.533 206 Pb _
206 Pb _ Rongy Rádium G, urán ólom - stabil - -

Actinium sorozat

A 4 n + 3 tömegszámú nuklidok radioaktív sorozatát aktínium vagy urán-aktinium sorozatnak nevezzük. A sorozat az urán-235- tel kezdődik és a stabil ólom-207- tel ér véget .

Nuklid Történelmi elnevezés történelmi név A bomlás típusa Fél élet Felszabadult energia, MeV Bomlástermék
239 Pu α 2,41⋅10 4 év 5.244 235 U
235 U AcU Actinouran α 7,04⋅10 8 év 4.678 231. _
231. _ UY Uranus Y β − 25.52 óra 0,391 231 Pa _
231 Pa _ Pa Protactinium α 32760 év 5.150 227ac _
227ac _ AC Aktínium β − 98,62%
α 1,38% 		21.772 év 0,045
5,042 		227 Th
223 Fr
227. _ RdAc radioaktinium α 18,68 nap 6.147 223 Ra
223Fr_ _ AcK Actinium K β − 99,994%
α 0,006% 		22.00 perc 1,149
5,340 		223 Ra
219 At
223 Ra AcX Actinium X α 11,43 nap 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 Egy (AcEm) Actinon (aktinium kisugárzása) α 3,96 s 6.946 215 Po
215 Bi β − 7,6 perc 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 At
215 at AcAtII Actinostat II α 0,1 ms 8.178 211 Bi
211Pb _ AcB Actinium B β − 36,1 perc 1.367 211 Bi
211 Bi AcC Actinium C α 99,724%
β − 0,276% 		2,14 perc 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 perc 1.418 207Pb _
207Pb _ ACD Actinium D, aktinium ólom stabil

Lásd még

Irodalom

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák