• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.钍系
  • 4.铀系
  • 5.锕系
  • 6.镎系

放射性衰变系列

科学家们研究表明,所有地球上现有的天然放射性重元素(Z>83)都是不稳定的,有些放射性元素的原子核是某些半衰期相当长的放射性元素的原子核相继经过α,β衰变期后的产物,在自然界有三个互不相关的放射系,每个系各有一个半衰期极长的始祖元素,后随着人工铀的合成,又发现一个镎系,共有钍、镎、铀、锕四个放射系。

基本信息

  • 中文名

    放射性衰变系列

  • 外文名

    Radioactive decay series

  • 学科

    地球化学

  • 词目

    放射性衰变系列

  • 英文

    radioactive series

  • 简称

    放射系列

  • 已知系列

    铀放射系锕放射系钍放射系

钍系

β衰变-内部结构模型图

从开始,经过 10 次连续衰变,包括6次α衰变,4次β衰变,最后到稳定元素的原子核 Pb-241。 该系成员的质量数 A 都是 4 的整倍数,A=4n,所以钍系也叫 4n 系。母核 Th-232的半衰期为 1.41×10 10 年。子核半衰期最长的是Ra-228(镭),其值为 5.76年。所以,钍系建立起长期平衡,需要几十年时间。

铀系

从U-238开始,经过 14 次连续衰变,包括8次发射α粒子的衰变和6次发射β粒子的衰变,最后到稳定元素的原子核Pb-206 。 该系成员的质量数A 都是4的整倍数加2,A=4n+2,所以铀系也叫4n+2系。母核U-238的半衰期为4.468×10 9年。子核半衰期最长的是U-234 ,其值为2.45×10 5年。所以,铀系建立起长期平衡,需要几百万年的时间。

锕系

从U-225开始,经过11次连续衰变,包括7次是α衰变和4次β衰变 ,最后到稳定元素的原子核Pb-207。由于U-235俗称锕铀,因而该系称为锕系。该系成员的质量数A都是4的整倍数加3,A=4n+3,所以锕系也叫 4n+3系。母核U-235的半衰期为7.038×10 8年。子核半衰期最长的是 Pa-231(镤 ),其值为3.28×10 4年,所以,锕系建立起长期平衡,需要几十万年的时间。

镎系

该系母体通常是Pu-238(钚)。把U-238放在反应堆中照射。连续俘获3个中子,变成U-238 ,再经过两次β-衰变,便得到 。Pu-238的半衰期是14.4年,经过13次衰变(包括8次α衰变和5次β衰变)到Bi-209(铋)。在这个放射系中Np-237的半衰期最长,为2.14×10 6年,所以这个系称为镎系。该系成员的质量数A都是4的整倍数加1,A=4n+1,因此也叫4n+1系。