Что значит "радиоактивные ряды"

РАДИОАКТИВНЫЕ РЯДЫ (радиоактивные семейства) ряды радионуклидов, в которых каждый последующий образуется в результате радиоактивного распада предыдущего. Каждый из радиоактивных рядов начинается радионуклидом с большим периодом полураспада и заканчивается стабильным нуклидом. Известны 4 радиоактивных ряда: тория, урана (урана - радия),урана (актиноурана) и нептуния.

радиоактивные семейства, группы генетически связанных радиоактивных изотопов, в которых каждый последующий изотоп возникает в результате a- или b-распада предыдущего. Каждый Р. р. имеет родоначальника ≈ изотоп с наибольшим периодом полураспада T1/2 . Завершают Р. р. 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 Р. р. массовые числа изотопов могут или быть одинаковыми, или различаться на число, кратное 4. Если значения массовых чисел членов данного Р. р. 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 Р. р., родоначальниками которых являются ═(ряд 4n); ═(4n +

1. ; (4n +

2. ; (4n +

3. . Сами Р. р. обычно называют по их родоначальникам. Поэтому говорят о Р. р. тория, нептуния, урана (238U) и актино-урана (235U). Иногда ряд 238U называют рядом урана-радия (наиболее устойчивый изотоп радия 226Ra ≈ член этого Р. р.). Разумеется, радиоактивный изотоп может входить только в один какой-либо определённый Р. р.

   В природе существуют ряды тория, актиноурана и урана-радия (естественные Р. р.). 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 Р. р. изотопами свинца 208Pb, 207Pb и 206Pb.

   Период полураспада 237Np составляет 2,14×106 лет. Поэтому нептуния и членов его Р. р. 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 Р. р. содержит как долгоживущие, так и короткоживущие изотопы (см. рис.). Если изотоп принадлежит к естественному Р. р., то он обязательно присутствует в природе, даже если скорость распада его ядер очень велика. Связано это с тем, что в Р. р. 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 Р. р. 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 Р. р. Так, на 1 т урана в природе приходится всего около 0,34 г изотопа 226Ra, имеющего T1/2 около 1600 лет.

   Большинство членов естественных Р. р. 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 Р. р. ≈ 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.

Радиоактивные ряды — цепочки радиоактивных превращений .

Выделяют три естественных радиоактивных ряда и один искусственный.

Естественные ряды:

• ряд тория (4) — начинается с нуклида Th-232 ;
• ряд радия (4+2) — начинается с U-238 ;
• ряд актиния (4+3) — начинается с U-235 .

Искусственный ряд:

• ряд нептуния (4+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 не превышают нескольких лет (максимальный период полураспада =5,7 лет — у радия-228). В ряду урана-235 равновесие восстанавливается примерно за сто тысяч лет (наиболее долгоживущий дочерний член ряда — протактиний-231, =32760 лет), в ряду урана-238 — примерно за миллион лет (определяется ураном-234, =245500 лет).