2.1.4. Семейства радиоактивных элементов

В земной коре естественно радиоактивные элементы содержаться преимущественно в урановых рудах, и почти все они являются изотопами тяжёлых элементов с атомным номером более 83. Такие ядра неустойчивы и претерпевают в ряде случаев многократные последовательные ядерные превращения. В результате возникает цепочка радиоактивных распадов, в которой изотопы оказываются генетически связанными между собой. Такая цепочка- совокупность всех изотопов ряда элементов, возникающих в результате последовательных радиоактивных превращений из одного материнского элемента, называется радиоактивным семейством или рядом (см. рис. 18). Семейства названы по первым элементам, с которых начинаются превращения.

.

Рис. 18. Радиоактивное семейство тория-232 и периоды полураспада изотопов.

Сейчас известно три естественно радиоактивных семейства:

• урана-радия (- Ra0). Исходный элемент семейства урана в результате 14 последовательных радиоактивных превращений (восьми альфа – и шести бета – превращений) переходит в устойчивый изотоп свинца . Так как это семейство включает важный радиоактивный элемент – радий, а также продукты его распада, то оно часто обозначается как семейство урана-радия (см. табл. 5). .

• тория . Родоначальник семейства тория путём десяти последовательных превращений (шести альфа – и четырёх бета – превращений) переходит в стабильный изотоп свинца .

• актиния . Родоначальник семейства актиния является изотоп урана , который путём одиннадцати превращений (семи альфа- и четырёх бета-превращений) переходит в стабильный изотоп свинца.

Вследствие того, что в радиоактивных семействах число альфа- распадов больше, чем число бета-распадов при последовательных превращений получаются элементы с меньшим рядковым номером.

Таблица 5

Семья радионуклидов урана

Название изотопа	Символ	Период полураспада	Тип излучения
Уран I	92U238	4.498109 лет	
Уран X1	90Th234	24.10 дня	, 
Уран X2	91Pa234	1.22 мин	, 
Уран II	92U234	2,33105 лет	
Ионий	90Th230	8,0104 лет	, 
Радий	88Ra226	1622 года	, , 
Радон	86Rn222	3,823 дня	
Радий A	84Po218	3,05 мин	, 
Радий B	82Pb214	26,8 мин	
Радий C	83Bi214	19,7 мин	
Радий C	84Po214	1,64 сек	
Радий C	81Tl210	1,32 мин	, 
Радий D	82Pb210	22,1 года	, 
Радий E	83Bi210	5,02 дня	
Радий F	84Po210	138,4 дня	
Радий G	82Pb206	Стабильный	–

Оценивая влияние космического излучения на радиационный фон Земли, следует иметь виду, собственно, два эффекта. С одной стороны, они представляют собой компоненту естественного радиоактивного фона. С другой, они являются причиной постоянного образования радиоактивных изотопов из газов атмосферы, дополнительного расщепления тяжёлых ядер в поверхностных слоях Земли.