Szeregi promieniotwórcze

Szeregi promieniotwórcze, zwane również rodzinami promieniotwórczymi, są grupami pierwiastków, które w wyniku następujących kolejno po sobie przemian α i β przekształcają się w jądra nowych pierwiastków. Ponieważ w wyniku przemiany α liczba masowa pierwiastka zmniejsza się o 4, a rozpad β nie zmienia liczby nukleonów, to w przyrodzie mogą istnieć tylko cztery różne rodziny promieniotwórcze. Są to:

1.    Rodzina torowa – wszystkie pierwiastki tej rodziny mają liczbę masową równą A = 4n (gdzie n = 1, 2, 3, ….). Pierwszym pierwiastkiem tej rodziny jest izotop toru (232Th), a ostatnim ołów (208Pb). Okres połowicznego rozpadu pierwiastka macierzystego wynosi 14 miliardów lat.

2.     Rodzina neptunowa – pierwiastki należące do tej rodziny opisane są przez liczbę masową A = 4n + 1. Macierzystym jądrem jest tu izotop neptunu (237Np), a końcowym izotop bizmutu (209Bi). Czas połowicznego zaniku pierwotnego jądra wynosi tylko 2,2 miliona lat.

3.    Rodzina uranowo radowa – wszystkie jądra są tu opisane przez liczbę masową A = 4n + 2. Początkowym jądrem jest izotop uranu (238U), jądrem końcowym natomiast ołów (206Pb). Jądra pierwotne ulega połowicznemu rozpadowi po czasie 4,5 miliarda lat.

4.    Rodzina uranowo-aktynowa – jądra wszystkich pierwiastków tej rodziny mają w swoim składzie A = 4n + 3 nukleonów. Macierzystym pierwiastkiem jest izotop uranu (235U), a końcowym izotop ołowiu (207Pb). Czas połowicznego rozpadu uranu wynosi w tym przypadku 720 milionów lat.

Naturalnie w przyrodzie występują rodziny uranowe i torowa. Rodzinę neptunową można jedynie wytworzyć sztucznie. Dzieje się tak dlatego, że czas połowicznego zaniku jądra neptunu jest na tyle krótki, że pierwiastek ten nie przetrwał do chwili obecnej od czasów, gdy formowała się Ziemia.

Szeregi promieniotwórcze – przykład.

Z jakiej liczby rozpadów α i β składają się szeregi torowy i neptunowy?

Rozwiązanie:

1.    Rodzina torowa.
Ponieważ liczby masowe pierwiastka macierzystego i końcowego różnią się o ΔA = 232 – 208 =24, to musi tu wystąpić 6 rozpadów α.
Liczby atomowe tych pierwiastków różnią się o ΔZ = 90 – 82 = 8, a każdy z 6 rozpadów α zmniejsza liczbę atomową o dwa, czyli podczas wszystkich przemian liczba ta zmniejszy się o 12. Zatem w rodzinie torowej muszą wystąpić 4 rozpady β-, z których każdy zwiększy liczbę atomową o 1.

2.    Rodzina neptunowa.
Liczby masowe pierwiastków macierzystego i końcowego różnią się o ΔA = 237 – 209 =28, zatem musi tu wystąpić 7 rozpadów α.
Liczby atomowe różnią się o ΔZ = 93 – 83 = 10, a każdy z 7 rozpadów α zmniejsza liczbę atomową o 2, czyli podczas wszystkich przemian liczba ta zmniejszy się o 14. Zatem w rodzinie neptunowej muszą wystąpić 4 rozpady β-, które w sumie zwiększą liczbę atomową o 4.

Polecamy również:

  • Rozpad alfa

    Spontanicznym rozpadom α mogą ulegać tylko te izotopy, których liczba masowa jest większa od 200.  W wyniku tego rozpadu powstają dwa produkty: cząstka α, która jest dwukrotnie zjonizowanym atomem helu oraz nowe jądro atomowe. Równanie reakcji rozpadu alfa można zapisać w postaci: Więcej »

  • Rozpad beta minus

    Rozpad beta minus polega na emisji z jądra atomowego elektronu, czyli cząsteczki β- oraz antyneutrina elektronowego. Równanie tej reakcji można zapisać następująco: Więcej »

  • Rozpad beta plus

    Rozpad beta plus polega na emisji z jądra atomowego pozytonu (antyelektronu), czyli cząsteczki β+ oraz neutrina elektronowego. Więcej »

  • Wychwyt elektronu

    Wychwyt elektronu jest procesem, który zaliczany jest do reakcji rozpadów beta. Przemiana ta polega na absorpcji  przez jądro atomowe elektronu, który znajduje się na powłoce w pobliżu jądra, np. na powłoce K. Wynikiem tej reakcji jest emisja neutrin elektronowych. Więcej »

  • Rozpad gamma

    Rozpad gamma jest procesem promieniotwórczym, polegającym na emisji wysokoenergetycznych kwantów promieniowania elektromagnetycznego, czyli fotonów. Więcej »

Komentarze (0)
Wynik działania 2 + 2 =
Ostatnio komentowane
ok
• 2024-05-20 16:01:25
W filmie nie ma ochronki, Ale strzały do robotników
• 2024-05-18 14:53:16
łatwe
• 2024-05-16 19:37:20
Przydatny na po prawe oceny z historii
• 2024-05-15 14:52:53
Witam, nie wiem czy jeszcze strona jest obsługiwana, ale chciałbym poinformować, iż ni...
• 2024-05-14 16:29:23