天然放射性衰变系

科技工作者之家  |   2020-11-17 18:00

若干放射性核素彼此按特定的衰变关系相关联,最终衰变成为一种稳定的核素,这些核素所组成的系列称为放射系。自然界存在着3个天然放射系,一是铀系,二是钍系,三是锕铀系,系中每一个放射性核素都是前代的放射性核素通过α或β衰变产生1。

概述放射性核素的递次衰变系列,又称放射系或衰变链。衰变系中的每一个放射性核素都是由“始祖”或上一代放射性核素通过α或β衰变产生的。已知存在铀系、锕铀系、钍系三个天然放射性衰变系和许多种人工放射性衰变系。每个放射性衰变系都有一个半衰期很长的始祖核素,经过若干次连续衰变,直至生成一个稳定核素时终止。通常以始祖核素来命名放射性衰变系2。

铀系铀系从U开始,经过14次连续衰变,终止于稳定核素2Pb。该系成员核素的核子数均为4n+2,故也称为4n+2系。铀系建立长期平衡,需要几百万年的时间。

铀系又称铀镭系(uranium-radiumserices)。由铀-238多次连续衰变而成的一系列核素,包括:UⅠ、UX1、UX2、UⅡ、Th、Ra、Rn、RaA、RaB、RaC、RaC′、RaC″、RaD、RaE、RaF、RaG,其核素符号分别为铀-238、钍-234、镤234、铀-234、钍-230、镭-226、氡-222、钋-218、铅-214、铋-214、钋-214、铊-210、铅-210、铋-210、钋210及铅-206 (稳定)。它们的半衰期长短不一,最长的如铀-238,为4.5×109年,最短的如钋-214为1.6×10-4秒。放出的有a射线或β射线,有些核素并伴有γ射线。其中的某些核素若造成内照射会严重地危害人体组织。

钍系钍系从232Th开始,经过10次连续衰变,最后成稳定核素Pb。该系成员核素的核子数都是4n,所以也称4n系。钍系建立长期平衡,需要几十年时间。其中重要的核素有88Ra、89Ac、82Pb、83B。

锕铀系锕铀系从U开始,经过11次连续衰变,最后成稳定核素Pb。由于U俗称为锕铀,这个放射性衰变系称为锕铀系。该系成员核素的核子数均为4n+3,故也称为4n+3系。锕铀系建立长期平衡,需要几十万年的时间。

锕铀系核素包括:235U,231Th,231Pa,227Th,223Fr,223Ra,219Rn,215Po,211Pb,215At,211Bi,211Po,207Tl,及稳定核素207Pb2。

本词条内容贡献者为:

胡建平 - 副教授 - 西北工业大学