Радиоактивность. Левин М.Н - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

8
показаны на рис.2а, 2б, 2в. Ряды начинаются изотопами тяжелых элементов:
U
238
, U
235
, Th
232
и заканчиваются стабильными изотопами свинца Pb
206
, Pb
207
,
Pb
208
(урановый, актиниевый и ториевый ряды ). Массовое число А при β -
распаде не меняется, а при α -распаде уменьшается на 4 для каждого
радиоактивного семейства. При этом в первом случае заряд следующего
элемента увеличивается на 1, во втором – понижается на 2. Эта закономерность
называется правилами смещения. Из них следует , что массовые числа членов
всех трех семейств описываются формулой :
А = 4n + C,
где n – целое число , С = 2 для семейства урана, С = 3 для семейства
актиноурана, С = 0 для семейства тория. С =1 для четвертого семейства,
состоящего из изотопов не встречающихся в природе , – семейства нептуниевого
(рис.2г), которое начинается Pu
241
и заканчивается Bi
209
.
Рис. 2в Рис. 2г
Последовательность распадов в радиоактивных семействах
Правила смещения помогли правильно идентифицировать члены
радиоактивных семейств. Первые три радиоактивные ряда сыграли
исключительно важную роль на начальном этапе ядерной физики, когда все
методы изучения атомного ядра были связаны с естественной
радиоактивностью изотопов входивших в эти ряды . В настоящее время они
имеют важное прикладное значение для ядерной техники, геологии, геофизики
и смежных с ними наук , поскольку содержат изотопы периоды полураспада
которых сравнимы с с временем жизни Солнечной системы . Все 4 изотопа
открывающие радиоактивные ряды имеют периоды полураспада намного
большие, чем у всех остальных изотопов в каждом ряду . Из сравнения
периодов полураспада начальных изотопов рядов с временем жизни Земли
(~10
9
лет ) видно, что торий – Th
232
(Т
1/2
= 1,4 10
10
лет ) в Земле почти весь
сохранился, уран – U
238
(Т
1/2
= 4,5 10
9
лет ) распался лишь частично , а актиний –
U
235
(Т
1/2
= 7 10
8
лет ) большей частью распался. Изотоп нептуния Np
237
(Т
1/2
=
2,2 10
6
лет ) за время существования Земли распался практически весь. Поэтому
четвертое радиоактивное семейство было исследовано гораздо позднее трех
остальных, когда научились получать искусственные изотопы . 
                                           8

пок азаны на ри с.2а, 2б, 2в. Ряды начи наю тся и зотопами тяжелы х элементов:
U238, U235, Th232 и зак анчи ваю тся стаби льны ми и зотопами сви нца Pb206, Pb207,
Pb208 (урановы й , ак ти ни евы й и тори евы й ряды ). М ассовое чи сло А при β -
распаде не меняется, а при α -распаде уменьш ается на 4 для к аждого
ради оак ти вного семей ства. При этом в первом случае заряд следую щ его
элемента увели чи ваетсяна 1, во втором – пони жаетсяна 2. Э та зак ономерность
назы вается прави лами смещ ени я. И з ни х следует, что массовы е чи сла членов
всех трех семей ств опи сы ваю тсяф ормулой :
                                     А = 4n + C,
где n – целое чи сло, С = 2 для семей ства урана, С = 3 для семей ства
ак ти ноурана, С = 0 для семей ства тори я. С =1 для четвертого семей ства,
состоящ его и з и зотопов невстречаю щ и х сяв при роде,– семей ства нептуни евого
(ри с.2г), к отороеначи наетсяPu241 и зак анчи ваетсяBi209.




              Ри с. 2в                                    Ри с. 2г
           Последовательностьраспадов в ради оак ти вны х семей ствах

       Прави ла смещ ени я помогли прави льно и денти ф и ци ровать члены
ради оак ти вны х семей ств. Первы е три           ради оак ти вны е ряда сы грали
и ск лю чи тельно важную роль на начальном этапе ядерной ф и зи к и , к огда все
методы       и зучени я атомного ядра бы ли            связаны      с естественной
ради оак ти вностью и зотопов вх оди вш и х в эти ряды . В настоящ ее время они
и мею т важное при к ладное значени е для ядерной тех ни к и , геологи и , геоф и зи к и
и смежны х с ни ми наук , поск ольк у содержат и зотопы пери оды полураспада
к оторы х сравни мы с с временем жи зни Солнечной си стемы . В се 4 и зотопа
отк ры ваю щ и е ради оак ти вны е ряды и мею т пери оды полураспада намного
больш и е, чем у всех остальны х и зотопов в к аждом ряду. И з сравнени я
пери одов полураспада начальны х и зотопов рядов с временем жи зни Земли
(~109 лет) ви дно, что тори й – Th232 (Т 1/2 = 1,4 1010лет) в Земле почти весь
сох рани лся, уран – U238 (Т 1/2 = 4,5 109лет) распалсяли ш ьчасти чно, а ак ти ни й –
U235 (Т 1/2 = 7 108 лет) больш ей частью распался. И зотоп нептуни я Np237 (Т 1/2 =
2,2 106 лет) за времясущ ествовани яЗемли распалсяпрак ти ческ и весь. Поэтому
четвертое ради оак ти вное семей ство бы ло и сследовано гораздо позднее трех
остальны х , к огда научи ли сьполучатьи ск усственны еи зотопы .

Страницы