放射系

放射系指重放射性核素的遞次衰變系列 。共有4個放射系,它們彼此獨立。

基本介紹

  • 中文名:放射系
  • 外文名:radioactives eries
  • 重放射性核素:4個放射系
  • 分類:三個天然放射系和一個人工放射系
簡介,概況,釷系,鈾系,錒-鈾系,鎿系,參考書目,

簡介

概況

放射系
radioactives eries
這些重放射性核素的電荷數Z都大於81。自然界存在3個天然放射系 ,其母核半衰期都很長 ,和地球年齡(約45.5億年)相近或大於地球年齡,因而經過漫長的地質年代後還能保存下來。每一放射系中的核素主要通過α衰變,少數通過β-衰變形成親代聯繫,且伴隨有γ躍遷;有少數核素有分支放射衰變,但絕無β+衰變或軌道電子俘獲;通過10餘次衰變最後到達穩定的鉛同位素。由於α衰變質量數改變4個單位,β-衰變質量數不變,每一放射系核素的質量數可以用4除,餘數恆定,因此系內各核素可用4乘適當整數加該系的特定恆定數來表示。釷系又稱4n系,從232Th開始,終止於208Pb;鈾系又稱4n+2系,從238U開始,終止於206Pb;錒系又稱4n+3系,從235U開始,終止於207Pb。另一個鎿系又稱 4n+1 系,是用核反應方法合成的人工放射系,母體是241Pu,最後衰變到穩定的206Pb,其中237Np的半衰期最長,為2.14×10^6年 ,因而以它的稱謂命名。一些人工製造出的超鈾元素,可衰變為各放射系的母體核素,因而可銜接在各放射繫上面。
重放射性核素的遞次衰變系列。它包括三個天然放射系和一個人工放射系。
自然界存在三個天然放射系,其母核半衰期都很長,和地球年齡(約45.4億年)相近或大於地球年齡,因而經過漫長的地質年代後還能保存下來。它們的成員大多具有α放射性,少數具有β-放射性,一般都伴隨有γ輻射,但沒有一個具有 β+放射性或軌道電子俘獲的。每個放射系從母核開始,經過至少10次連續衰變,最後達到穩定的鉛同位素。

釷系

232Th開始,經過10次連續衰變,最後到穩定核素208Pb。該系成員的質量數A都是4的整倍數,A=4n,所以釷系也叫4n系。母核232TH的半衰期為 1.41×10^10年。子核半衰期最長的是228Ra,其值為5.76年。所以,釷系建立起長期平衡,需要幾十年時間。

鈾系

238U開始,經過14次連續衰變,最後到穩定核素206Pb。該系成員的質量數A 都是4的整倍數加2,A=4n+2,所以鈾系也叫4n+2系。母核238U的半衰期為4.468×10^9年。子核半衰期最長的是234U,其值為2.45×10^5年。所以,鈾系建立起長期平衡,需要幾百萬年的時間。

錒-鈾系

235U開始,經過11次連續衰變,最後到穩定核素207Pb。由於235U俗稱錒-鈾,因而該系稱為錒-鈾系。該系成員的質量數A都是4的整倍數加3,A=4n+3,所以錒系也叫 4n+3系。母核235U的半衰期為7.038×10^8年。子核半衰期最長的是 231Pa,其值為3.28×10^4年,所以,錒系建立起長期平衡,需要幾十萬年的時間。
除了上述三個天然放射系之外,還有用核反應方法合成的一個人工放射系──鎿系。

鎿系

該系母體通常是238Pu。把 235U放在反應堆中照射。連續俘獲3箇中子,變成238U,再經過兩次β-衰變,便得到238Pu。238Pu的半衰期是14.4年,經過14次衰變到205Tl。在這個放射系中237Np的半衰期最長,為2.14×10^6年,所以這個系稱為鎿系。該系成員的質量數A都是4的整倍數加1,A=4n+1,因此也叫4n+1系。
除了這四個放射系以外,核裂變碎片也往往形成遞次衰變的放射系。例如, 由於可利用的裂變碎片都是人工產生的,所以裂變碎片放射系(也叫裂變碎片鏈)都屬於人工放射系。
放射系

參考書目

盧希庭主編:《原子核物理》,原子能出版社,北京,1981。  P. Marmier, E. Sheldon, Physics of Nuclei and particles, Academic Press, New York and London, 1969.  E. Segrè, Nuclei and particles,2nd ed., W.A.Benjamin, Reading, Mass., 1977.

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