Вопрос 73. Естественные радиоактивные ряды и их основные закономерности

Радиоактивные ряды - группы связанных радиоактивных изотопов, в которых каждый последующий изотоп возникает в результате α- или β-распада предыдущего. Каждый Р. р. имеет родоначальника — изотоп с наибольшим T _1/2. Завершают Р. р. стабильные изотопы

Естественная радиоактивность, т.е. самопроизвольный распад неустойчивых атомных ядер, спонтанно превращающихся в ядра других элементов, сопровождается испусканием альфа-, бета-частиц, гамма-квантов и другими процессами. Известно более 230 радиоактивных изотопов различных элементов, называемых радиоактивными нуклидами или радионуклидами. Радиоактивность тяжелых элементов с порядковым номером в таблице Менделеева, большим 82, сводится к последовательным превращениям одних элементов в другие и заканчивается образованием устойчивых нерадиоактивных изотопов. Основными радиоактивными рядами, или семействами, тяжелых элементов являются ряды урана-238, урана-235, тория-232. Конечным продуктом превращений урана является нерадиоактивный так называемый радиогенный свинец.

Распад этих семейств имеет много общего.

Родоначальники семейств характеризуются самыми большими массовыми числами и относятся к наиболее долгоживущим. Во всех случаях в результате распада образуются все более легкие элементы. В первой половине цепи превращений каждого семейства распад сопровождается преимущественно испусканием α-частиц, во второй половине преобладает β-распад. В середине цепи превращений каждого семейства имеются радиоактивные газы — эманации (в ряду урана это радон Rn 220, в ряду тория – торон Tn 220), относящиеся к группе инертных. За эманациями следуют группы короткоживущих элементов, часть атомов которых распадается с испусканием α-частиц, а другая часть - β-частиц. Эти элементы образуют разветвления рядов - «вилки». Необходимо отметить, что α- и β-распады сопровождаются испусканием

γ-квантов различных энергий. Конечным продуктом распада этих двух семейств являются стабильные изотопы свинца РЬ 206 и РЬ 208.

Основными γ-излучателями в семействе урана являются продукты рас-

пада радия (Ra 226) и радона (Rn 222). Важной особенностью этого семейства является то, что на долю продуктов распада урана, расположенных в цепи превращения до радия, приходится всего лишь около 2% от общего γ-излучения ряда. Вследствие этого при нарушении в горных породах радиоактивного равновесия между ураном и радием, приводящего к недостатку радия, γ- активность горных пород резко снижается, и, наоборот, породы, обогащенные солями радия или радоном, даже при отсутствии в них урана являются γ-

активными. В семействе тория основные γ-излучатели распределены относительно равномерно. Ниже, в таблице, приведены сведения об основных γ-излучателях в рядах урана и тория.

Дата добавления: 2015-04-23