72. Естественная радиоактивность. Три класса естественных радиоактивных ядер.
Интернет:
Естественной радиоактивностью называется самопроизвольное превращение атомных ядер одного химического элемента в ядра атомов другого химического элемента, сопровождаемое радиоактивным излучением.
Открытие явления - 1896 г. французский ученый Анри Беккерель при постановке опытов с солями урана.
Без каких-либо внешних влияний на уран А. Беккерелем было зарегистрировано неизвестное излучение.
В 1898 г. М. Склодовская - Кюри обнаружила излучение тория. а также открыла новые радиоактивные химические элементы полоний и радий.
Все химические элементы с порядковым номером более 83 являются радиоактивными.
Естественная радиоактивность химических элементов не зависит от внешних условий.
Три вида радиоактивного излучения:
В 1899 г. Э. Резерфорд обнаружил, что радиоактивное излучение состоит из двух компонентов, которые он назвал "альфа-лучи" и "бета-лучи".
В 1900г. французский физик Ф. Вилард установил, что в состав излучения входят еще и гамма-лучи.
73. Естественные радиоактивные ряды и их основные закономерности.
Википедия: Радиоактивные ряды (семейства) — цепочка радиоактивных превращений.
Выделяют три естественных радиоактивных ряда и один искусственный.
Естественные ряды:
ряд тория (4n) — начинается с нуклида Th-232;
ряд радия (4n+2) — начинается с U-238;
ряд актиния (4n+3) — начинается с U-235.
Искусственный ряд:
ряд нептуния (4n+1) — начинается с Np-237.
После альфа- и бета-радиоактивных превращений ряды заканчиваются образованием стабильных изотопов.
Три чрезвычайно долгоживущих актинидных радионуклида: торий-232, уран-238 и уран-235. Их периоды полураспада сравнимы с возрастом Земли, и они, несомненно, ровесники нашей планеты.
Менее стабильные продукты их распада, которые в ходе взаимных превращений образуют так называемые радиоактивные семейства, или ряды. Количество членов рядов указанных трех долгоживущих актинидов-родоначальников составляет соответственно 13, 20 и 17. Среди них, вероятно, наиболее известен один из членов ряда урана-238 (именно, уже упоминавшийся ранее радий-226), а особое место в смысле радиационного воздействия занимает дочерний продукт распада последнего — радон-222. В природе радионуклиды этой группы находятся в равновесных количествах (сколько атомов в единицу времени возникает, столько и распадается). При этом относительное равновесное количество ядер любого члена ряда пропорционально его периоду полураспада, а абсолютное равновесное количество целиком определяется количеством ядер «прародителя» — урана или тория.
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 T1/2 .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.
