Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Радиоактивті ыдыраулар сериясы
Series of radioactive decays
Ядролық ғылымда ыдырау тізбегі – әртүрлі радиоактивті ыдырау өнімдерінің ыдыраулар сериясын, тізбектелген түрлендірулер ретінде көрсетеді. Оны "радиоактивті каскад" деп те атайды. Типик радиоизотоп тікелей тұрақты күйге ыдырамайды, керісінше, басқа радиоизотопқа ыдырайды. Осылайша, атом тұрақты изотопқа айналғанша – яғни, атом ядросы тұрақты күйге жеткенше – әдетте, ыдыраулар сериясы жүреді. Ыдырау сатылары алдыңғы немесе кейінгі сатылармен байланысы арқылы анықталады. Ата-ана изотопы – қыз изотопын құру үшін ыдырайтын изотоп. Мұның бір мысалы – уранның (атомдық нөмірі 92) торийге (атомдық нөмірі 90) ыдырауы. Қыз изотопы тұрақты болуы мүмкін, немесе ол өзінен кейінгі изотопты құру үшін ыдырай алады. Қыз изотопының қызы кейде немере изотоп деп аталады. Ата-ана изотопы қыз изотопына айналады, бұл биологиялық ата-ана мен қыздың жағдайынан өзгеше. Бір ата-ана атомының өзінің қыз изотопының атомына ыдырау уақыты әртүрлі ата-ана-қыз жұптары арасында ғана емес, сонымен қатар бірдей ата-ана және қыз изотоптарының жұптасулары арасында да кездейсоқ түрде өзгеруі мүмкін. Әрбір атомның ыдырауы өздігінен болады, ал t уақыт аралығында бірдей атомдардың бастапқы популяциясының ыдырауы ыдыраған экспоненциалдық үлестірімге, e−λt, сәйкес келеді, мұнда λ – ыдырау тұрақтысы деп аталады. Изотоптың қасиеттерінің бірі – оның жартылай ыдырау мерзімі, яғни бастапқы бірдей ата-ана радиоизотоптарының жартысының статистикалық тұрғыдан қыздарына ыдырауын күтуге болады, бұл λ-ға кері пропорционалды. Көптеген радиоизотоптардың (немесе радионуклидтердің) жартылай ыдырау мерзімі зертханаларда анықталды. Бұл мәндер бір сәттен (10−21 секундтан кем) 1019 жылдан астам уақытқа дейін өзгеруі мүмкін. Аралық сатылардың әрқайсысы бастапқы радиоизотоппен бірдей мөлшерде радиоактивтілік шығарады (яғни, тізбектелген сатылардағы ыдыраулар саны арасында бір-бір қатынас бар), бірақ әр саты әртүрлі энергияны бөліп шығарады. Егер және тепе-теңдікке қол жеткізілсе, әрбір тізбектелген қыз изотоп өзінің жартылай ыдырау мерзіміне тікелей пропорционалды түрде болады; бірақ оның активтілігі жартылай ыдырау мерзіміне кері пропорционалды болғандықтан, ыдырау тізбегіндегі әрбір нуклид тізбектің басына теңдей жеке түрлендірулерге үлес қосады, бірақ бірдей энергия емес. Мысалы, уран-238 әлсіз радиоактивті, бірақ уран кенінің бірі – пичбленде – таза уран металлынан 13 есе радиоактивті, себебі оның құрамында қысқа өмір сүретін ыдырау өнімдері, мысалы, радий және радон инертті газы бар. Торий және/немесе уран бар тау жыныстары (мысалы, граниттің кейбір түрлері) радон газын бөліп шығарады, ол жоғары тығыздығына байланысты жертөлелер немесе жер асты кен орындары сияқты жабық кеңістіктерде жиналады. Белгілі бір уақытта ыдырау тізбектеріндегі изотоптардың мөлшері Бэйтман теңдеуімен есептеледі.
In nuclear science, the decay chain refers to a series of radioactive decays of different radioactive decay products as a sequential series of transformations. It is also known as a "radioactive cascade". The typical radioisotope does not decay directly to a stable state, but rather it decays to another radioisotope. Thus there is usually a series of decays until the atom has become a stable isotope, meaning that the nucleus of the atom has reached a stable state. Decay stages are referred to by their relationship to previous or subsequent stages. A parent isotope is one that undergoes decay to form a daughter isotope. One example of this is uranium (atomic number 92) decaying into thorium (atomic number 90). The daughter isotope may be stable or it may decay to form a daughter isotope of its own. The daughter of a daughter isotope is sometimes called a granddaughter isotope. Note that the parent isotope becomes the daughter isotope, unlike in the case of a biological parent and daughter. The time it takes for a single parent atom to decay to an atom of its daughter isotope can vary widely, not only between different parent daughter pairs, but also randomly between identical pairings of parent and daughter isotopes. The decay of each single atom occurs spontaneously, and the decay of an initial population of identical atoms over time t, follows a decaying exponential distribution, e−λt, where λ is called a decay constant. One of the properties of an isotope is its half life, the time by which half of an initial number of identical parent radioisotopes can be expected statistically to have decayed to their daughters, which is inversely related to λ. Half lives have been determined in laboratories for many radioisotopes (or radionuclides). These can range from nearly instantaneous (less than 10−21 seconds) to more than 1019 years. The intermediate stages each emit the same amount of radioactivity as the original radioisotope (i. e., there is a one to one relationship between the numbers of decays in successive stages) but each stage releases a different quantity of energy. If and when equilibrium is achieved, each successive daughter isotope is present in direct proportion to its half life; but since its activity is inversely proportional to its half life, each nuclide in the decay chain contributes as many individual transformations as the head of the chain, though not the same energy. For example, uranium 238 is weakly radioactive, but pitchblende, a uranium ore, is 13 times more radioactive than the pure uranium metal because of the presence of shorter lived decay products, such as radium and the noble gas radon. Rock containing thorium and/or uranium (such as some types of granite) emits radon gas, which tends to accumulate in enclosed places such as basements or underground mines due to its high density. The quantity of isotopes in the decay chains at a certain time are calculated with the Bateman equation.
Тарих
Сутек 1, сутек 2 (деутерий), гелий 3, гелий 4 және, мүмкін, Үлкен жарылыста пайда болған литий мен бериллийдің тұрақты изотоптарының іздерімен, Жердегі барлық элементтер мен изотоптар жұлдыздардағы s процесі немесе r процесімен, немесе жұлдыздардың соқтығысуларынан пайда болды. 4,5 миллиард жыл бұрын немесе одан бұрын пайда болған барлық элементтер бастапқы деп аталады, яғни олар ғаламның жұлдыздық процестерінен пайда болды. Олар пайда болған кезде тұрақсыз болғандары бірден ыдырады. 100 миллион жылдан кем жартылай өмір сүретін барлық изотоптар 2,8 немесе одан аз мөлшерге дейін азайды, олар Жердің аккрециясы кезінде пайда болды және тұтқындалды; бүгінде олардың мөлшері өте аз немесе толығымен ыдырап кетті. Изотоптарды жасаудың тағы екі жолы бар: жасанды түрде, адам жасаған (немесе табиғи) реакторда немесе ата-ана изотоптарының ыдырауы арқылы, бұл процесс ыдырау тізбегі деп аталады. Тұрақсыз изотоптар өздерінің туындыларына (кейде тіпті тұрақсыз болуы мүмкін) белгілі бір жылдамдықпен ыдырайды; ақырында, көбінесе ыдыраулар сериясынан кейін, тұрақты изотопқа жетеді: ғаламда 251 тұрақты изотоп бар. Тұрақты изотоптарда жеңіл элементтердің ядросындағы нейтрондар мен протондардың қатынасы ауыр элементтерге қарағанда төмен болады. Гелий 4 сияқты жеңіл элементтердің нейтрон:протон арақатынасы шамамен 1:1-ге жуық. Қорғасын сияқты ең ауыр элементтердің бір протонына 1,5 нейтронына жуық (мысалы, 208 қорғасында 1,536). 208 қорғасыннан ауыр нуклидтер тұрақты емес; олар тұрақтылыққа жету үшін массаны, көбінесе альфа ыдырауы арқылы, жоғалтуы керек. Жоғары нейтрон:протон арақатынасы (n/p) бар изотоптардың ыдырауының тағы бір кең таралған жолы – бета ыдырауы, онда нуклид бірдей массалық санды сақтай отырып, элементтік сәйкестігін өзгертеді және n/p қатынасын төмендетеді. Салыстырмалы түрде төмен n/p қатынасы бар кейбір изотоптар үшін кері бета ыдырауы болады, онда протон нейтронға айналады, осылайша тұрақты изотопқа қарай жылжиды; алайда, бөліну көбінесе нейтронға толы өнімдер шығарады, сондықтан позитронның шығарылуы немесе электронды тұтқындау электронды шығаруға қарағанда сирек кездеседі. Көптеген салыстырмалы түрде қысқа бета ыдырау тізбектері бар, кем дегенде екі (ауыр бета ыдырауы және жеңіл позитрондық ыдырауы) әр дискретті салмақ үшін шамамен 207 және одан да көп, бірақ жоғары массалы элементтер үшін (қосықтан ауыр изотоптар) барлық ыдырау тізбектерін қамтитын төрт жол бар. Себебі, ыдыраудың екі негізгі әдісі бар: массаны 4 атомдық масса бірлігіне (аму) азайтатын альфа сәулеленуі және массалық санды өзгертпейтін бета сәулеленуі (тек атомдық сан мен p/n қатынасы). Төрт жол 4n, 4n+1, 4n+2 және 4n+3 деп аталады; атомдық массаны төртке бөлгендегі қалдық изотоптың ыдырауына арналған тізбекті анықтайды. Басқа ыдырау түрлері де бар, бірақ олар альфа немесе бета ыдырауынан гөрі әрқашан төмен ықтималдықта пайда болады. (Бұл тізбектерде тармақтар жоқ деп ойламау керек: төмендегі диаграммада бірнеше тармақты тізбектер көрсетілген, ал шын мәнінде олардың саны әлдеқайда көп, өйткені диаграммада көрсетілгеннен әлдеқайда көп изотоптар болуы мүмкін.) Мысалы, синтезделген нихоний 278 үшінші атомы менделевий 254 дейін алты альфа ыдырауына ұшырады, ол осы мақалада көрсетілгендей 4n+2 тізбегін ұстанған болар еді. Алайда, синтезделген ең ауыр супержұйық нуклидтер төрт ыдырау тізбегіне жетпейді, өйткені олар бірнеше альфа ыдыраудан кейін тізбекті аяқтайтын өздігінен бөлінетін нуклидке жетеді: бұл синтезделген нихоний 278 алғашқы екі атомына, сондай-ақ барлық ауыр нуклидтерге болған жағдай. Осы тізбектердің үшеуі жоғарғы жағында ұзақ өмір сүретін изотопқа (немесе нуклидке) ие; бұл ұзақ өмір сүретін нуклид тізбектің өте баяу ағып өту процесінде бөтелкелік тұйықтық болып табылады және төмендегі тізбекті ағысымен "тірі" ұстайды. Ұзақ өмір сүретін үш нуклид – уран 238 (жартылай ыдырау мерзімі 4,5 миллиард жыл), уран 235 (жартылай ыдырау мерзімі 700 миллион жыл) және торий 232 (жартылай ыдырау мерзімі 14 миллиард жыл). Төртінші тізбектің жоғарғы жағында мұндай ұзаққа созылған түймешік нуклид жоқ, сондықтан бұл тізбектегі барлық нуклидтер біраз уақыттан бері біткенше бөлініп кетті: 209-шы висмут. Бұл нуклид ұзақ уақыт тұрақты деп саналды, бірақ 2003 жылы тұрақсыз екені анықталды, оның жартылай бөліну мерзімі 20,1 миллиард миллиард жыл; ол тұрақты талий-205 тізбегіндегі соңғы қадам. Бұл бөтелкелік тұйықтың ұзақ өмір сүруінің салдарынан,...
With the exceptions of hydrogen 1, hydrogen 2 (deuterium), helium 3, helium 4, and perhaps trace amounts of stable lithium and beryllium isotopes which were created in the Big Bang, all the elements and isotopes found on Earth were created by the s process or the r process in stars or stellar collisions, and for those to be today a part of the Earth, must have been created not later than 4.5 billion years ago. All the elements created 4.5 billion years ago or earlier are termed primordial, meaning they were generated by the universe's stellar processes. At the time when they were created, those that were unstable began decaying immediately. All the isotopes which have half lives less than 100 million years have been reduced to 2.8 or less of whatever original amounts were created and captured by Earth's accretion; they are of trace quantity today, or have decayed away altogether. There are only two other methods to create isotopes: artificially, inside a man made (or perhaps a natural) reactor, or through decay of a parent isotopic species, the process known as the decay chain. Unstable isotopes decay to their daughter products (which may sometimes be even more unstable) at a given rate; eventually, often after a series of decays, a stable isotope is reached: there are 251 stable isotopes in the universe. In stable isotopes, light elements typically have a lower ratio of neutrons to protons in their nucleus than heavier elements. Light elements such as helium 4 have close to a 1:1 neutron:proton ratio. The heaviest elements such as lead have close to 1.5 neutrons per proton (e. g. 1.536 in lead 208). No nuclide heavier than lead 208 is stable; these heavier elements have to shed mass to achieve stability, mostly by alpha decay. The other common way for isotopes with a high neutron to proton ratio (n/p) to decay is beta decay, in which the nuclide changes elemental identity while keeping the same mass number and lowering its n/p ratio. For some isotopes with a relatively low n/p ratio, there is an inverse beta decay, by which a proton is transformed into a neutron, thus moving towards a stable isotope; however, since fission almost always produces products which are neutron heavy, positron emission or electron capture are rare compared to electron emission. There are many relatively short beta decay chains, at least two (a heavy, beta decay and a light, positron decay) for every discrete weight up to around 207 and some beyond, but for the higher mass elements (isotopes heavier than lead) there are only four pathways which encompass all decay chains. This is because there are just two main decay methods: alpha radiation, which reduces the mass by 4 atomic mass units (amu), and beta, which does not change the mass number (just the atomic number and the p/n ratio). The four paths are termed 4n, 4n + 1, 4n + 2, and 4n + 3; the remainder from dividing the atomic mass by four gives the chain the isotope will use to decay. There are other decay modes, but they invariably occur at a lower probability than alpha or beta decay. (It should not be supposed that these chains have no branches: the diagram below shows a few branches of chains, and in reality there are many more, because there are many more isotopes possible than are shown in the diagram.) For example, the third atom of nihonium 278 synthesised underwent six alpha decays down to mendelevium 254, upon which it would have followed the 4n + 2 chain as given in this article. However, the heaviest superheavy nuclides synthesised do not reach the four decay chains, because they reach a spontaneously fissioning nuclide after a few alpha decays that terminates the chain: this is what happened to the first two atoms of nihonium 278 synthesised, as well as to all heavier nuclides produced. Three of those chains have a long lived isotope (or nuclide) near the top; this long lived nuclide is a bottleneck in the process through which the chain flows very slowly, and keeps the chain below them "alive" with flow. The three long lived nuclides are uranium 238 (half life 4.5 billion years), uranium 235 (half life 700 million years) and thorium 232 (half life 14 billion years). The fourth chain has no such long lasting bottleneck nuclide near the top, so almost all of the nuclides in that chain have long since decayed down to just before the end: bismuth 209. This nuclide was long thought to be stable, but in 2003 it was found to be unstable, with a very long half life of 20.1 billion billion years; it is the last step in the chain before stable thallium 205. Because this bottleneck is so long lived, very small quantities of the final decay product have been produced, and for most practical purposes bismuth 209 is the final decay product. In the distant past, during the first few million years of the history of the Solar System, there were more kinds of unstable high mass nuclides in existence, and the four chains were longer, as they included nuclides that have since decayed away. Notably, 244Pu, 237Np, and 247Cm have half lives over a million years and would have then been lesser bottlenecks high in the 4n, 4n+1, and 4n+3 chains respectively. (There is no nuclide with a half life over a million years above 238U in the 4n+2 chain.) Today some of these formerly extinct isotopes are again in existence as they have been manufactured. Thus they again take their places in the chain: plutonium 239, used in nuclear weapons, is the major example, decaying to uranium 235 via alpha emission with a half life 24,500 years. There has also been large scale production of neptunium 237, which has resurrected the hitherto extinct fourth chain. The tables below hence start the four decay chains at isotopes of californium with mass numbers from 249 to 252. +Summary of the four decay chain pathwaysName of seriesThoriumNeptuniumUraniumActiniumMass numbers4n4n+14n+24n+3Long lived nuclide232Th(244Pu)209Bi(237Np)238U 235U(247Cm)Half life(billions of years)14(0.08) 20100000000(0.00214) 4.5 0.7(0.0156)End of chain208Pb205Tl206Pb207Pb
These four chains are summarised in the chart in the following section.
Кесу түрлері
Радиоактивті ыдыраудың ең көп таралған төрт түрі: альфа-ыдырау, бета-ыдырау, кері бета-ыдырау (позитрон шығару және электрон тұтқындау ретінде қарастырылады), және изомерлік ауысу. Осы ыдырау процестерінің ішінде тек альфа-ыдырау (гелий-4 ядросының бөлінуі) ғана ядроның атомдық массалық санын (A) өзгертеді және оны әрқашан төртке кемітеді. Осы себепті, кез келген ыдырау нәтижесінде ядроның атомдық массалық саны 4-ке бөлінгенде қалдықтары бірдей болады. Бұл нуклидтер тізімін төрт классқа бөледі. Кез келген ыдырау тізбегінің барлық элементтері осы классдардың бірінен ғана құралуы керек. Табиғатта үш негізгі ыдырау тізбегі (немесе отбасы) байқалады. Олар көбінесе торий қатары, радий немесе уран қатары және актиний қатары деп аталады, бұл төрт классдың үшеуін ұсынып, қорғасынның үш түрлі тұрақты изотопымен аяқталады. Бұл тізбектердегі әрбір изотоптың массалық саны тиісінше A = 4n, A = 4n + 2 және A = 4n + 3 формулаларымен көрсетілуі мүмкін. Бұл үш изотоптың ұзақ өмір сүретін бастапқы изотоптары – тиісінше торий-232, уран-238 және уран-235 – 1940 жылдардан бері жасалған изотоптар мен олардың ыдырауларын ескермей, Жердің пайда болуынан бері қалып келген. Нептуний-237 изотобының салыстырмалы түрде қысқа жартылай ыдырау кезеңіне (2,14 миллион жыл) байланысты, төртінші тізбек – А = 4n + 1 формуласына ие нептуний қатары – бисмут-209 ыдырауының соңғы, шектеуші кезеңін қоспағанда, табиғатта жойылған. Дегенмен, 237Np және оның ыдырау өнімдерінің іздері уран кенінде нейтрон ұстау нәтижесінде табиғатта кездеседі. Жеңіл элементтердің тұрақсыз изотоптарының ыдырау тізбектері де бар, мысалы, магний-28 және хлор-39. Жер бетінде 1945 жылға дейін осы тізбектердің бастапқы изотоптарының көп бөлігі ғарыштық сәулелену арқылы пайда болған. 1945 жылдан бері ядролық қаруды сынау және қолдану көптеген радиоактивті бөліну өнімдерін шығарды. Мұндай изотоптардың көбісі β− немесе β+ ыдырау арқылы ыдырайды, атомдық массаны өзгеріссіз қалдырып, бір элементтен екіншісіне ауысады. Бұл кейінгі туынды өнімдер тұрақтанғандықтан, әдетте, олардың жартылай ыдырау кезеңі ұзақ болады, содан кейін олар толық тұрақтылыққа жетеді.
The four most common modes of radioactive decay are: alpha decay, beta decay, inverse beta decay (considered as both positron emission and electron capture), and isomeric transition. Of these decay processes, only alpha decay (fission of a helium 4 nucleus) changes the atomic mass number (A) of the nucleus, and always decreases it by four. Because of this, almost any decay will result in a nucleus whose atomic mass number has the same residue mod 4. This divides the list of nuclides into four classes. All the members of any possible decay chain must be drawn entirely from one of these classes. Three main decay chains (or families) are observed in nature. These are commonly called the thorium series, the radium or uranium series, and the actinium series, representing three of these four classes, and ending in three different, stable isotopes of lead. The mass number of every isotope in these chains can be represented as A = 4n, A = 4n + 2, and A = 4n + 3, respectively. The long lived starting isotopes of these three isotopes, respectively thorium 232, uranium 238, and uranium 235, have existed since the formation of the Earth, ignoring the artificial isotopes and their decays created since the 1940s. Due to the relatively short half life of its starting isotope neptunium 237 (2.14 million years), the fourth chain, the neptunium series with A = 4n + 1, is already extinct in nature, except for the final rate limiting step, decay of bismuth 209. Traces of 237Np and its decay products do occur in nature, however, as a result of neutron capture in uranium ore. There are also non transuranic decay chains of unstable isotopes of light elements, for example those of magnesium 28 and chlorine 39. On Earth, most of the starting isotopes of these chains before 1945 were generated by cosmic radiation. Since 1945, the testing and use of nuclear weapons has also released numerous radioactive fission products. Almost all such isotopes decay by either β− or β+ decay modes, changing from one element to another without changing atomic mass. These later daughter products, being closer to stability, generally have longer half lives until they finally decay into stability.
Актинидтердің альфа-тазалану тізбектері
Төмендегі төрт кестеде ыдыраудың шағын тармақтары (таралу ықтималдығы 0,0001% -дан кем) көрсетілмейді. Энергияның шығарылуы шығарылған барлық бөлшектердің (электрондар, альфа бөлшектер, гамма кванттары, нейтринолар, Аугер электрондары және рентген сәулелері) және кері соққы ядросының жалпы кинетикалық энергиясын қамтиды, егер бастапқы ядро тыныш болса. "А" әрпі жылды білдіреді (латын тілінен алынған annus сөзінен). Төмендегі кестелерде (нептунийден басқа) табиғатта кездесетін нуклидтердің тарихи атаулары да келтірілген. Бұл атаулар ыдырау тізбектері алғаш рет ашылған және зерттелген кезде қолданылған. Осы тарихи атаулар бойынша нуклидке тиесілі нақты тізбекті анықтап, оны қазіргі атауымен алмастыруға болады. Төменде көрсетілген үш табиғи актинидтердің альфа ыдырау тізбектері – торий, уран/радий (уран-238-ден) және актиний (уран-235-тен) – әрқайсысы өзінің ерекше қорғасын изотопымен аяқталады (сәйкесінше қорғасын-208, қорғасын-206 және қорғасын-207). Бұл изотоптардың барлығы тұрақты және табиғатта бастапқы нуклидтер ретінде де кездеседі, бірақ олардың 204 қорғасынға (тек бастапқы тегі бар) қарағанда артық мөлшері уран-қорғасын әдісімен тау жыныстарын датирлеуге пайдаланылуы мүмкін.
In the four tables below, the minor branches of decay (with the branching probability of less than 0.0001%) are omitted. The energy release includes the total kinetic energy of all the emitted particles (electrons, alpha particles, gamma quanta, neutrinos, Auger electrons and X rays) and the recoil nucleus, assuming that the original nucleus was at rest. The letter 'a' represents a year (from the Latin annus). In the tables below (except neptunium), the historic names of the naturally occurring nuclides are also given. These names were used at the time when the decay chains were first discovered and investigated. From these historical names one can locate the particular chain to which the nuclide belongs, and replace it with its modern name. The three naturally occurring actinide alpha decay chains given below—thorium, uranium/radium (from uranium 238), and actinium (from uranium 235)—each ends with its own specific lead isotope (lead 208, lead 206, and lead 207 respectively). All these isotopes are stable and are also present in nature as primordial nuclides, but their excess amounts in comparison with lead 204 (which has only a primordial origin) can be used in the technique of uranium–lead dating to date rocks.
Торий сериясы
Торий 232-нің 4n тізбегін әдетте "торий сериясы" немесе "торий каскады" деп атайды. Табиғи түрде кездесетін торий 232-ден басталатын бұл серияға келесі элементтер кіреді: актиний, висмут, қорғасын, полоний, радий, радон және таллий. Олардың барлығы, кем дегенде уақытша, торийді қамтитын кез келген табиғи үлгіде – металл, қосылыс немесе минерал – кездеседі. Серия 208 қорғасынмен аяқталады. Плутоний 244 (егер оны трансурандықтарға дейін кеңейтсе, бұл тізбекте торий 232-ден бірнеше саты жоғары орналасқан) ерте Күн жүйесінде болған, бірақ оның анықталғандығы әлі белгісіз. Торий 232-ден 208 қорғасынға дейін бөлінетін жалпы энергия, нейтриноларға кеткен энергияны қоса алғанда, 42,6 МэВ құрайды.
The 4n chain of thorium 232 is commonly called the "thorium series" or "thorium cascade". Beginning with naturally occurring thorium 232, this series includes the following elements: actinium, bismuth, lead, polonium, radium, radon and thallium. All are present, at least transiently, in any natural thorium containing sample, whether metal, compound, or mineral. The series terminates with lead 208. Plutonium 244 (which appears several steps above thorium 232 in this chain if one extends it to the transuranics) was present in the early Solar System, though it is uncertain if it has been detected. The total energy released from thorium 232 to lead 208, including the energy lost to neutrinos, is 42.6 MeV. NuclideHistoric namesDecay modeHalf life(a = years)Energy releasedMeVDecayproductShortLong 252Cf α 2.645 a 6.1181 248Cm 248Cm α 3.4 a 5.162 244Pu244Puα8 a4.589240U 240U β− 14.1 h 0.39 240Np 240Np β− 1.032 h 2.2 240Pu 240Pu α 6561 a 5.1683 236U 236U Thoruranium α 2.3 a 4.494 232Th 232Th Th Thorium α 1.405 a 4.081 228Ra 228Ra MsTh1 Mesothorium 1 β− 5.75 a 0.046 228Ac 228Ac MsTh2 Mesothorium 2 β− 6.25 h 2.124 228Th 228Th RdTh Radiothorium α 1.9116 a 5.520 224Ra 224Ra ThX Thorium X α 3.6319 d 5.789 220Rn 220Rn Tn Thoron,Thorium Emanation α 55.6 s 6.404 216Po 216Po ThA Thorium A α 0.145 s 6.906 212Pb 212Pb ThB Thorium B β− 10.64 h 0.570 212Bi 212Bi ThC Thorium C β− 64.06% α 35.94% 60.55 min 2.252 6.208 212Po 208Tl 212Po ThC′ Thorium C′ α 294.4 ns 8.954 208Pb 208Tl ThC″ Thorium C″ β− 3.053 min 1.803 208Pb 208Pb ThD Thorium D stable — — —
Нуклид Тарихи атаулар Шығару түрі Жарым өмір (жылдармен) Энергия (МэВ) Шығару өнімі Қысқа Уақытты 252Cf α 2,645 жыл 6,1181 248Cm 248Cm α 3,4 жыл 5,162 244Pu 244Pu α 8 жыл 4,589 240U 240U β− 14,1 сағат 0,39 240Np 240Np β− 1,032 сағат 2,2 240Pu 240Pu α 6561 жыл 5,1683 236U 236U Торан α 2,3 жыл 4,494 232Th 232Th Торий α 1,405 жыл 4,081 228Ra 228Ra MsTh1 Мезоторий 1 β− 5,75 жыл 0,046 228Ac 228Ac MsTh2 Мезоторий 2 β− 6,25 сағат 2,124 228Th 228Th RdTh Радиоторий α 1,9116 жыл 5,520 224Ra 224Ra ThX Торий X α 3,6319 күн 5,789 220Rn 220Rn Tn Торон, Торий буы α 55,6 секунд 6,404 216Po 216Po ThA Торий A α 0,145 секунд 6,906 212Pb 212Pb ThB Торий B β− 10,64 сағат 0,570 212Bi 212Bi ThC Торий C β− 64,06% α 35,94% 60,55 минут 2,252 6,208 212Po 208Tl 212Po ThC′ Торий C′ α 294,4 наносекунд 8,954 208Pb 208Tl ThC″ Торий C″ β− 3,053 минут 1,803 208Pb 208Pb ThD Торий D тұрақты — — —
The 4n chain of thorium 232 is commonly called the "thorium series" or "thorium cascade". Beginning with naturally occurring thorium 232, this series includes the following elements: actinium, bismuth, lead, polonium, radium, radon and thallium. All are present, at least transiently, in any natural thorium containing sample, whether metal, compound, or mineral. The series terminates with lead 208. Plutonium 244 (which appears several steps above thorium 232 in this chain if one extends it to the transuranics) was present in the early Solar System, though it is uncertain if it has been detected. The total energy released from thorium 232 to lead 208, including the energy lost to neutrinos, is 42.6 MeV. NuclideHistoric namesDecay modeHalf life(a = years)Energy releasedMeVDecayproductShortLong 252Cf α 2.645 a 6.1181 248Cm 248Cm α 3.4 a 5.162 244Pu244Puα8 a4.589240U 240U β− 14.1 h 0.39 240Np 240Np β− 1.032 h 2.2 240Pu 240Pu α 6561 a 5.1683 236U 236U Thoruranium α 2.3 a 4.494 232Th 232Th Th Thorium α 1.405 a 4.081 228Ra 228Ra MsTh1 Mesothorium 1 β− 5.75 a 0.046 228Ac 228Ac MsTh2 Mesothorium 2 β− 6.25 h 2.124 228Th 228Th RdTh Radiothorium α 1.9116 a 5.520 224Ra 224Ra ThX Thorium X α 3.6319 d 5.789 220Rn 220Rn Tn Thoron,Thorium Emanation α 55.6 s 6.404 216Po 216Po ThA Thorium A α 0.145 s 6.906 212Pb 212Pb ThB Thorium B β− 10.64 h 0.570 212Bi 212Bi ThC Thorium C β− 64.06% α 35.94% 60.55 min 2.252 6.208 212Po 208Tl 212Po ThC′ Thorium C′ α 294.4 ns 8.954 208Pb 208Tl ThC″ Thorium C″ β− 3.053 min 1.803 208Pb 208Pb ThD Thorium D stable — — —
Нептуний сериясы
Нептуний-237 4n + 1 тізбегі жиі "нептуний сериясы" немесе "нептуний каскады" деп аталады. Бұл тізбекте кездесетін изотоптардың тек екеуі ғана табиғатта маңызды мөлшерде табылады, атап айтқанда соңғы екеуі: висмут-209 және таллий-205. Басқа изотоптардың бірқатары да табиғатта анықталған, олар бастапқы уран-238-де (n,2n) реакциясы арқылы пайда болған нептуний-237-нің шамалы мөлшерінен туындаған. Америций-241 иондау камерасы бар түтін детекторы, америций ыдырағанда, нептуний-237-нің маңызды мөлшерін жинақтайды. Сондай-ақ, онда, кем дегенде уақытша, нептунийдің ыдырау өнімдері ретінде келесі элементтер бар: актиний, астатин, висмут, франций, қорғасын, полоний, протактиний, радий, радон, таллий, торий және уран. Бұл серия тек 1947–1948 жылдары ашылып, зерттелгендіктен, оның нуклидтерінің тарихи атаулары жоқ. Бұл ыдырау тізбегінің бір ерекшелігі – асыл газ радон тек сирек тармақта (суретте көрсетілмеген) ғана, бірақ негізгі ыдырау тізбегінде емес, сондықтан бұл ыдырау тізбегінен шыққан радон басқа үш тізбектен шыққан радон сияқты тау жыныстары арқылы көп көшпейді. Бұл ыдырау реттілігінің тағы бір ерекшелігі – оның қорғасынмен емес, таллиймен аяқталуы. Бұл серия тұрақты таллий-205 изотобымен аяқталады. Калифорний-249-дан таллий-205-ке дейін бөлінген энергияның жалпы мөлшері, нейтриноларға кеткен энергияны қоса алғанда, 66,8 МэВ құрайды.
The 4n + 1 chain of neptunium 237 is commonly called the "neptunium series" or "neptunium cascade". In this series, only two of the isotopes involved are found naturally in significant quantities, namely the final two: bismuth 209 and thallium 205. Some of the other isotopes have been detected in nature, originating from trace quantities of 237Np produced by the (n,2n) knockout reaction in primordial 238U. A smoke detector containing an americium 241 ionization chamber accumulates a significant amount of neptunium 237 as its americium decays. The following elements are also present in it, at least transiently, as decay products of the neptunium: actinium, astatine, bismuth, francium, lead, polonium, protactinium, radium, radon, thallium, thorium, and uranium. Since this series was only discovered and studied in 1947–1948, its nuclides do not have historic names. One unique trait of this decay chain is that the noble gas radon is only produced in a rare branch (not shown in the illustration) but not the main decay sequence; thus, radon from this decay chain does not migrate through rock nearly as much as from the other three. Another unique trait of this decay sequence is that it ends in thallium rather than lead. This series terminates with the stable isotope thallium 205. The total energy released from californium 249 to thallium 205, including the energy lost to neutrinos, is 66.8 MeV. NuclideDecay modeHalf life(a = years)Energy releasedMeVDecay product249Cfα351 a5.813+.388245Cm 245Cm α 8500 a 5.362+.175 241Pu 241Pu β− 14.4 a 0.021 241Am 241Am α 432.7 a 5.638 237Np 237Np α 2.14×106 a 4.959 233Pa 233Pa β− 27.0 d 0.571 233U 233U α 1.592×105 a 4.909 229Th 229Th α 7340 a 5.168 225Ra 225Ra β− 99.998%α 0.002% 14.9 d 0.365.097 225Ac221Rn 225Ac α 10.0 d 5.935 221Fr 221Rn β− 78%α 22% 25.7 min 1.1946.163 221Fr217Po 221Fr α 99.9952% β− 0.0048% 4.8 min 6.458 0.314 217At221Ra 221Ra α 28 s 6.880 217Rn 217Po α 97.5% β− 2.5%1.53 s 6.6621.488213Pb 217At 217At α 99.992% β− 0.008%32 ms 7.201 0.737213Bi 217Rn 217Rn α 540 μs 7.887 213Po 213Pb β− 10.2 min2.028 213Bi 213Bi β− 97.80% α 2.20% 46.5 min 1.423 5.87 213Po 209Tl 213Po α 3.72 μs 8.536 209Pb 209Tl β− 2.2 min 3.99 209Pb 209Pb β− 3.25 h 0.644 209Bi 209Bi α 2.01×1019 a 3.137 205Tl 205Tl stable .
The 4n + 1 chain of neptunium 237 is commonly called the "neptunium series" or "neptunium cascade". In this series, only two of the isotopes involved are found naturally in significant quantities, namely the final two: bismuth 209 and thallium 205. Some of the other isotopes have been detected in nature, originating from trace quantities of 237Np produced by the (n,2n) knockout reaction in primordial 238U. A smoke detector containing an americium 241 ionization chamber accumulates a significant amount of neptunium 237 as its americium decays. The following elements are also present in it, at least transiently, as decay products of the neptunium: actinium, astatine, bismuth, francium, lead, polonium, protactinium, radium, radon, thallium, thorium, and uranium. Since this series was only discovered and studied in 1947–1948, its nuclides do not have historic names. One unique trait of this decay chain is that the noble gas radon is only produced in a rare branch (not shown in the illustration) but not the main decay sequence; thus, radon from this decay chain does not migrate through rock nearly as much as from the other three. Another unique trait of this decay sequence is that it ends in thallium rather than lead. This series terminates with the stable isotope thallium 205. The total energy released from californium 249 to thallium 205, including the energy lost to neutrinos, is 66.8 MeV. NuclideDecay modeHalf life(a = years)Energy releasedMeVDecay product249Cfα351 a5.813+.388245Cm 245Cm α 8500 a 5.362+.175 241Pu 241Pu β− 14.4 a 0.021 241Am 241Am α 432.7 a 5.638 237Np 237Np α 2.14×106 a 4.959 233Pa 233Pa β− 27.0 d 0.571 233U 233U α 1.592×105 a 4.909 229Th 229Th α 7340 a 5.168 225Ra 225Ra β− 99.998%α 0.002% 14.9 d 0.365.097 225Ac221Rn 225Ac α 10.0 d 5.935 221Fr 221Rn β− 78%α 22% 25.7 min 1.1946.163 221Fr217Po 221Fr α 99.9952% β− 0.0048% 4.8 min 6.458 0.314 217At221Ra 221Ra α 28 s 6.880 217Rn 217Po α 97.5% β− 2.5%1.53 s 6.6621.488213Pb 217At 217At α 99.992% β− 0.008%32 ms 7.201 0.737213Bi 217Rn 217Rn α 540 μs 7.887 213Po 213Pb β− 10.2 min2.028 213Bi 213Bi β− 97.80% α 2.20% 46.5 min 1.423 5.87 213Po 209Tl 213Po α 3.72 μs 8.536 209Pb 209Tl β− 2.2 min 3.99 209Pb 209Pb β− 3.25 h 0.644 209Bi 209Bi α 2.01×1019 a 3.137 205Tl 205Tl stable .
Актиний сериясы
Уран-235 4n+3 тізбегі әдетте "актиний тізбегі" немесе "актиний каскады" деп аталады. Табиғатта кездесетін уран-235 изотопынан басталатын бұл ыдырау тізбегі келесі элементтерді қамтиды: актиний, астатин, висмут, франций, қорғасын, полоний, протактиний, радий, радон, таллий және торий. Бәрі де, кем дегенде уақытша, уран-235 бар кез келген сынамада – металл, қосылыс, кен немесе минерал – кездеседі. Бұл тізбек тұрақты изотоп – 207 қорғасынмен аяқталады. Ерте Күн жүйесінде бұл тізбек 247Cm-ге дейін созылған. Бүгінде бұл 235U/238U қатынастарының өзгеруі ретінде көрінеді, себебі курий мен уранның химиялық қасиеттері айқын түрде ерекшеленеді және олар әртүрлі бөлінетін болар еді. Уран-235-тен қорғасын-207-ге дейін шығарылатын жалпы энергия, нейтриноларға кеткен энергияны қоса алғанда, 46,4 МэВ құрайды.
The 4n+3 chain of uranium 235 is commonly called the "actinium series" or "actinium cascade". Beginning with the naturally occurring isotope uranium 235, this decay series includes the following elements: actinium, astatine, bismuth, francium, lead, polonium, protactinium, radium, radon, thallium, and thorium. All are present, at least transiently, in any sample containing uranium 235, whether metal, compound, ore, or mineral. This series terminates with the stable isotope lead 207. In the early Solar System this chain went back to 247Cm. This manifests itself today as variations in 235U/238U ratios, since curium and uranium have noticeably different chemistries and would have separated differently. The total energy released from uranium 235 to lead 207, including the energy lost to neutrinos, is 46.4 MeV. NuclideHistoric nameDecay modeHalf life(a = years)Energy releasedMeVDecayproductShortLong 251Cf α 900.6 a 6.176 247Cm247Cmα1.56×107 a5.353243Pu243Pu β− 4.95556 h 0.579 243Am 243Am α 7388 a 5.439 239Np 239Np β− 2.3565 d 0.723 239Pu 239Pu α 2.41×104 a 5.244 235U 235U AcU Actin Uranium α 7.04×108 a 4.678 231Th 231Th UY Uranium Y β− 25.52 h 0.391 231Pa 231Pa Pa Protactinium α 32760 a 5.150 227Ac 227Ac Ac Actinium β− 98.62% α 1.38% 21.772 a 0.045 5.042 227Th 223Fr 227Th RdAc Radioactinium α 18.68 d 6.147 223Ra 223Fr AcK Actinium K β− 99.994% α 0.006% 22.00 min 1.149 5.340 223Ra 219At 223Ra AcX Actinium X α 11.43 d 5.979 219Rn 219At α 97.00% β− 3.00% 56 s 6.275 1.700 215Bi 219Rn 219Rn An Actinon,Actinium Emanation α 3.96 s 6.946 215Po 215Bi β− 7.6 min 2.250 215Po 215Po AcA Actinium A α 99.99977% β− 0.00023% 1.781 ms 7.527 0.715 211Pb 215At 215At α 0.1 ms 8.178 211Bi 211Pb AcB Actinium B β− 36.1 min 1.367 211Bi 211Bi AcC Actinium C α 99.724% β− 0.276% 2.14 min 6.751 0.575 207Tl 211Po 211Po AcC' Actinium C' α 516 ms 7.595 207Pb 207Tl AcC" Actinium C" β− 4.77 min 1.418 207Pb 207Pb AcD Actinium D stable .
Нуклид Тарихи атауы Ыдырау түрі Жартылай өмір (жыл) Шығарылған энергия (МэВ) Ыдырау өнімі Қысқа Уақытты Ұзақ
251Cf α 900,6 ж 6,176 247Cm
247Cm α 1,56×107 ж 5,353 243Pu
243Pu β− 4,95556 с 0,579 243Am
243Am α 7388 ж 5,439 239Np
239Np β− 2,3565 күн 0,723 239Pu
239Pu α 2,41×104 ж 5,244 235U
235U AcU Уран α 7,04×108 ж 4,678 231Th
231Th UY Уран Y β− 25,52 с 0,391 231Pa
231Pa Pa Протактиний α 32760 ж 5,150 227Ac
227Ac Ac Актиний β− 98,62% α 1,38% 21,772 ж 0,045 5,042 227Th
227Th RdAc Радиоактиний α 18,68 күн 6,147 223Ra
223Fr AcK Актиний K β− 99,994% α 0,006% 22,00 мин 1,149 5,340 223Ra
223Ra 219At AcX Актиний X α 11,43 күн 5,979 219Rn
219At α 97,00% β− 3,00% 56 с 6,275 1,700 215Bi
219Rn 219Rn An Актинон, Актиний буы α 3,96 с 6,946 215Po
215Bi β− 7,6 мин 2,250 215Po
215Po AcA Актиний A α 99,99977% β− 0,00023% 1,781 мс 7,527 0,715 211Pb
215At α 0,1 мс 8,178 211Bi
211Pb AcB Актиний B β− 36,1 мин 1,367 211Bi
211Bi AcC Актиний C α 99,724% β− 0,276% 2,14 мин 6,751 0,575 207Tl
211Po 211Po AcC' Актиний C' α 516 мс 7,595 207Pb
207Tl AcC" Актиний C" β− 4,77 мин 1,418 207Pb
207Pb 207Pb AcD Актиний D тұрақты.
The 4n+3 chain of uranium 235 is commonly called the "actinium series" or "actinium cascade". Beginning with the naturally occurring isotope uranium 235, this decay series includes the following elements: actinium, astatine, bismuth, francium, lead, polonium, protactinium, radium, radon, thallium, and thorium. All are present, at least transiently, in any sample containing uranium 235, whether metal, compound, ore, or mineral. This series terminates with the stable isotope lead 207. In the early Solar System this chain went back to 247Cm. This manifests itself today as variations in 235U/238U ratios, since curium and uranium have noticeably different chemistries and would have separated differently. The total energy released from uranium 235 to lead 207, including the energy lost to neutrinos, is 46.4 MeV. NuclideHistoric nameDecay modeHalf life(a = years)Energy releasedMeVDecayproductShortLong 251Cf α 900.6 a 6.176 247Cm247Cmα1.56×107 a5.353243Pu243Pu β− 4.95556 h 0.579 243Am 243Am α 7388 a 5.439 239Np 239Np β− 2.3565 d 0.723 239Pu 239Pu α 2.41×104 a 5.244 235U 235U AcU Actin Uranium α 7.04×108 a 4.678 231Th 231Th UY Uranium Y β− 25.52 h 0.391 231Pa 231Pa Pa Protactinium α 32760 a 5.150 227Ac 227Ac Ac Actinium β− 98.62% α 1.38% 21.772 a 0.045 5.042 227Th 223Fr 227Th RdAc Radioactinium α 18.68 d 6.147 223Ra 223Fr AcK Actinium K β− 99.994% α 0.006% 22.00 min 1.149 5.340 223Ra 219At 223Ra AcX Actinium X α 11.43 d 5.979 219Rn 219At α 97.00% β− 3.00% 56 s 6.275 1.700 215Bi 219Rn 219Rn An Actinon,Actinium Emanation α 3.96 s 6.946 215Po 215Bi β− 7.6 min 2.250 215Po 215Po AcA Actinium A α 99.99977% β− 0.00023% 1.781 ms 7.527 0.715 211Pb 215At 215At α 0.1 ms 8.178 211Bi 211Pb AcB Actinium B β− 36.1 min 1.367 211Bi 211Bi AcC Actinium C α 99.724% β− 0.276% 2.14 min 6.751 0.575 207Tl 211Po 211Po AcC' Actinium C' α 516 ms 7.595 207Pb 207Tl AcC" Actinium C" β− 4.77 min 1.418 207Pb 207Pb AcD Actinium D stable .