- •Естественные радиоактивные ряды
- •Радиоактивное равновесие
- •Накопление радона из чистого радия и распад равновесного количества радона после его отделения от материнской среды
- •Характеристики радиоактивных семейств
- •Отношение активностей 218Pо и 226Ra при распаде чистого 226Ra с течением времени
- •Порядок выполнения работы
- •1. Включение спектрометра
- •2. Проведение энергетической калибровки
- •3. Снятие альфа-спектра сложного источника
- •4. Анализ альфа-излучения сложного источника
- •5. Завершение работы
- •6. Отчет по прилагаемой форме. Вопросы для самоконтроля
- •Рекомендуемая литература
Характеристики радиоактивных семейств
К началу второй мировой войны были известны важнейшие характеристики всех трех встречающихся в природе радиоактивных семейств, однако необходимо было продолжать детальное их изучение, в частности исследовать редкие типы распада. Например, 210Bi является преимущественно -излучателем, но в 1947 г. Брода и Физер открыли, что он иногда распадается с испусканием -частицы, причем на каждые 107 актов -распада приходится около трех -распадов.
На рис. 2…4 показаны схемы последовательных стадий распада. Соотношение ветвей распада (когда они имеются) дано в процентах.
Более подробно свойства представлены в табл. 1…3. В последнем столбце приводится энергия распада (Q), равная разности энергий между начальным состоянием (обычно – основным состоянием) распадающегося ядра и основным состоянием дочернего ядра.
Таблица 1
Свойства членов ториевого ряда (4n)
Изотоп |
Испускаемые частицы |
Период полураспада |
Постоянная распада, с-1 |
Основная энергия - частиц, МэВ |
Граничная энергия -спектра, МэВ |
Полная энергия распада, МэВ |
232Th |
|
1,411010 лет |
1,5210-18 |
3,98 |
- |
4,05 |
228Ra |
|
5,76 лет |
3,2810-9 |
- |
~0,012 |
~0,04 |
228Ac |
|
6,13 ч |
3,1410-5 |
- |
2,18 |
4,66 |
228Th |
|
1,91 года |
1,1610-8 |
5,34 (28%) 5,42 (72%) |
- |
5,52 |
224Ra |
|
3,66 дн. |
2,2010-6 |
4,45 (4,6%) 5,68 (95%) |
- |
5,78 |
220Rn |
|
55,6 с |
1,2710-2 |
6,28 |
- |
6,40 |
216Po |
, |
0,15 с |
4,39 |
6,774 |
? |
6,90 |
216At |
|
~310-4 с |
2,31103 |
7,79 |
- |
7,94 |
212Pb |
, |
10,64 ч |
1,8210-5 |
- |
0,589 |
0,59 |
212Bi |
, |
60,6 мин |
1,9110-4 |
6,047 (27%) 6,086 (70%) |
2,250 |
2,25 |
212Po |
|
310-7 с |
2,28106 |
8,776 |
- |
8,95 |
208Tl |
|
3,05 мин |
3,2710-3 |
- |
1,79 |
4,99 |
208Pb |
стабильный |
|||||
Таблица 2
Свойства членов ряда 238U (4n+2)
Изотоп |
Испускаемые частицы |
Период полураспада |
Постоянная распада, с-1 |
Основная энергия - частиц, МэВ |
Граничная энергия -спектра, МэВ |
Полная энергия распада, МэВ |
238U |
|
4,5109 лет |
4,8710-18 |
4,18 |
- |
4,25 |
234Th |
|
24, 10 дн. |
3,3310-7 |
- |
0,205 |
~0,2 |
234mPa |
|
1,18 мин |
9,8310-3 |
- |
2,232 |
2,3 |
234Pa |
|
6,66 ч |
2,8910-5 |
- |
1,2 |
~2,2 |
234U |
|
2,48105 лет |
8,8610-14 |
4,76 |
- |
4,85 |
230Th |
|
8104 лет |
2,7510-13 |
4,61 (25%), 4,68 (75%) |
- |
4,765 |
226Ra |
|
1620 лет |
1,3610-11 |
4,589 (5,7%) 4,777 (94,3%) |
- |
4,863 |
222Rn |
|
3,825 дн. |
2,1010-6 |
5,486 |
- |
5,587 |
218Po |
, (0,018%) |
3,05 мин |
3,7910-3 |
5,998 |
? |
6,11 0,33 |
218At |
, (0,1%) |
~2 с |
0,3466 |
6,63 |
? |
6,75 2,67 |
218Rn |
|
0,019 с |
36,48 |
7,12 |
- |
7,25 |
214Pb |
|
26,8 мин |
4,3110-4 |
- |
0,65 |
? |
214Bi |
, (0,02%) |
19,7 мин |
5,8610-4 |
5,444 (55%) 5,505 (45%) |
3,17 |
3,17 5,61 |
214Po |
|
1,6410-4 с |
4,23103 |
7,680 (>99%) 9,069(0,002%) |
- |
7,826 |
210Tl |
|
1,3 мин |
8,7510-3 |
- |
1,8 |
5,39 |
210Pb |
|
22,3 лет |
1,1610-9 |
- |
0,018 |
0,065 |
210Bi |
, (~10-4%) |
5,0 дн. |
1,6110-6 |
? |
1,17 |
1,17 5,01 |
210Po |
|
138,4 дн. |
5,8010-8 |
5,298 |
- |
5,406 |
206Tl |
|
4,19 мин |
2,7610-3 |
- |
1,51 |
1,51 |
206Pb |
стабильный |
|||||
Таблица 3
Свойства членов ряда 235U(4n+3)
Изотоп |
Испускаемые частицы |
Период полураспада |
Постоянная распада, с-1 |
Основная энергия - частиц, МэВ |
Граничная энергия -спектра, МэВ |
Полная энергия распада, МэВ |
235U |
|
7108 лет |
3,0810-17 |
4,20 (4%) 4,40 (83%) 4,47 (3%) 4,58 (10%) |
- |
4,66 |
231Th |
|
25,52 ч |
7,5110-6 |
- |
0,302 |
0,324 |
231Pa |
|
3,28104 лет |
6,4110-13 |
4,72 (11%) 4,94 (25%) 5,00 (47%) 5,04 (11%) |
- |
5,131 |
227Ac |
(98,6%), (1,4%) |
21,77 лет |
9,9910-10 |
4,94 |
0,04 |
5,03 |
227Th |
|
18,72 дн. |
4,4110-7 |
5,65 – 6,03 |
- |
6,138 |
223Fr |
(>99%), (~10-3%) |
21,8 мин |
5,5010-4 |
? |
1,2 |
1,2 5,60 |
223Ra |
|
11,435 дн. |
7,1610-7 |
5,42 – 5,86 |
- |
5,86 |
219At |
(97%), (3%) |
0,9 мин |
1,2810-2 |
6,27 |
? |
6,39 1,45 |
219Rn |
|
3,96 с |
1,7710-1 |
6,43 (12%) 6,56 (15%) 6,82 (69%) |
- |
6,95 |
215Bi |
|
7 мин |
1,4410-3 |
- |
~2 |
2,01 |
215Po |
(>99%) (210-4%) |
1,7810-3 с |
3,79102 |
7,365 |
? |
7,51 0,8 |
215At |
|
110-4 с |
6,93103 |
8,00 |
- |
8,15 |
211Pb |
|
36,1 мин |
3,2010-4 |
- |
1,39 |
1,4 |
211Bi |
(99,7%), (0,28%) |
2,15 мин |
5,3510-3 |
6,272 (16%) 6,618 (84%) |
? |
6,746 0,61 |
211Po |
|
0,516 с |
1,333 |
7,434 |
- |
7,58 |
207Tl |
|
4,77 мин |
2,4110-3 |
- |
1,44 |
1,44 |
207Pb |
стабильный |
|||||
Таблица 4
