Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий
Вакансии для химиков

Радиоактивные ряды

Радиоактивные ряды, радиоактивные семейства, группы генетически связанных радиоактивных изотопов, в которых каждый последующий изотоп возникает в результате a- или b-распада предыдущего. Каждый радиоактивный ряд имеет родоначальника — изотоп с наибольшим периодом полураспада T1/2 . Завершают радиоактивные ряды стабильные изотопы.

  Если ядро испускает a-частицу, его заряд (Z) уменьшается на 2, а массовое число (А) — на 4. При испускании b-частицы Z увеличивается на 1, а А не изменяется. Следовательно, в каждом радиоактивным ряду массовые числа изотопов могут или быть одинаковыми, или различаться на число, кратное 4. Если значения массовых чисел членов данного радиоактивног ряда делятся на 4 без остатка, то такие массовые числа можно выразить общей формулой 4n (где n — некоторое целое число): в тех же случаях, когда при делении на 4 в остатке будет 1, 2 или 3, общие формулы для массовых чисел можно записать как 4n + 1, 4n + 2 или 4n + 3. В соответствии с этими формулами различают 4 радиоактивных ряда, родоначальниками которых являются  (ряд 4n);  (4n + 1); (4n + 2); (4n + 3). Сами радиоактивные ряды обычно называют по их родоначальникам. Поэтому говорят о радиоактивных рядах тория, нептуния, урана (238U) и актино-урана (235U). Иногда ряд 238U называют рядом урана-радия (наиболее устойчивый изотоп радия 226Ra — член этого радиоактивного ряда). Разумеется, радиоактивный изотоп может входить только в один какой-либо определённый радиоактивный ряд.

  В природе существуют ряды тория, актиноурана и урана-радия (естественные радиоактивные ряды). Это связано с тем, что периоды полураспада 232Th (T1/2 = 1,41×1010 лет), 235U (T1/2 = 7,13×108 лет) и 238U (T1/2 = 4,51×109 лет) соизмеримы с возрастом Земли (несколько миллиардов лет), и эти изотопы ещё не успели полностью распасться. Заканчиваются естественные радиоактивные ряды изотопами свинца 208Pb, 207Pb и 206Pb.

  Период полураспада 237Np составляет 2,14×106 лет. Поэтому нептуния и членов его радиоактивных ряда в природе нет; все они были получены в 40—50-х гг. 20 в. искусственно, с помощью ядерных реакций. Завершается ряд 237Np стабильным 209Bi. Каждый радиоактивный ряд содержит как долгоживущие, так и короткоживущие изотопы (см. рис.). Если изотоп принадлежит к естественному радиоактивному ряду, то он обязательно присутствует в природе, даже если скорость распада его ядер очень велика. Связано это с тем, что в радиоактивных рядах с течением времени устанавливается т. н. вековое равновесие. Время достижения такого равновесия во всём ряду приблизительно равно 10 периодам полураспада самого долгоживущего промежуточного члена ряда. При вековом равновесии скорости образования изотопа и его распада равны. Поэтому содержание такого изотопа остаётся практически неизменным в течение столетий. Оно с неизмеримо малой скоростью уменьшается лишь по мере распада родоначальника ряда.

  Установлением векового равновесия в естественных радиоактивных рядах объясняется присутствие в природе таких относительно малоустойчивых радиоактивных химических элементов, как протактиний, актиний, радий, франций, радон, астат и полоний. Содержание каждого из них в природе тем ниже, чем меньше T1/2 соответствующих изотопов — членов радиоактивных рядов. Так, на 1 т урана в природе приходится всего около 0,34 г изотопа 226Ra, имеющего T1/2 около 1600 лет.

  Большинство членов естественных радиоактивных рядов имеет специальные названия и символы (см. рис.). Например, изотоп 230Th называется ионием (символ Io); 214Po — радием-це-штрих (RaC'), a 228Ra — мезоторием-один (MsTh1). Эти названия возникли исторически ещё до появления понятия об изотопах.

  Некоторые изотопы — члены радиоактивных рядов — распадаются не по одному пути (a-, или b-распад), а по двум. Ядра таких изотопов в одних случаях испускают a-частицы, в других b-частицы. Например, 227Ac в ряду актиноурана в 988 случаях из 1000 претерпевает (a-распад, а в 12 случаях — b-распад. Вероятность распада по каждому пути (в процентах) указана числами около стрелок, соответствующих a- и b-распаду такого изотопа.

 

  Лит. см, при ст. Радиоактивность.

  С. С. Бердоносов.



     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн