РАДИОАКТИВНЫЕ РЯДЫ
(радиоактивные семейства), группы генетически связанных радионуклидов, в к-рых
каждый последующий возникает в результате а-или р-распада предыдущего (см. Радиоактивность).
Каждый Р. р. имеет родоначальника - радионуклид с наибольшим для данного
ряда периодом полураспада Т1/2. Т. к. при испускании ядром
a-частицы его массовое число уменьшается на 4 единицы, а при испускании
b--частицы остается неизменным, в каждом Р. р. массовые числа
всех радионуклидов могут различаться на число, кратное 4. Если значения массовых
чисел членов данного P.p. делятся на 4 без остатка, то такие массовые числа
можно выразить общей ф-лой 4n (n = 58 или 59); в тех случаях,
когда при делении массового числа ядра на 4 в остатке будет 1, 2 или 3, общие
ф-лы для массовых чисел членов таких P.p. можно записать как 4n + 1,
4n + 2 или 4n + 3. В соответствии с этими ф-лами различают 4 Р.
р., родоначальниками к-рых являются 232Th (ряд 4n), 237Np
(ряд 4n + 1), 238U (ряд 4n + 2) и 235U (ряд
4n + 3). Обычно их называют соотв. рядами тория, нептуния, урана-238
и ура-на-235. Ряд урана-238 часто наз. также рядом урана-радия (226Rа-наиб.
устойчивый радионуклид радия), а ряд урана-235-рядом актиноурана (первонач.
название 235U).
В природе существуют ряды
тория, урана-радия и актиноурана (т.наз. естественные P.p.). Это связано с тем,
что периоды полураспада 232Th (1,405·1010 лет), 238U
(4,468·109 лет) и 235U (7,038·108 лет) соизмеримы
с возрастом Земли. Заканчиваются естественные Р. р. изотопами 208Рb,
206Рb и 207Рb, содержание к-рых в земной коре медленно
возрастает. Для 237Np T1/2 = 2,14·106
лет, поэтому членов его P.p. в природе нет все они полностью распались. В 40-50-х
гг. 20 в. получены искусственно члены этого Р. р. (см. Ядерные реакции).
Завершает Р. р. нептуния стабильный нуклид 209Bi.
Каждый Р. р. содержит как
долгоживущие, так и коротко-живущие радионуклиды, для к-рых T1/2
составляют минуты, секунды и доли секунды. Как бы ни был мал период полураспада
радионуклида - члена естественного P.p., он обязательно присутствует в природе.
Связано это с тем, что в каждом P.p. с течением времени устанавливается т. наз.
вековое равновесие. Время достижения векового равновесия равно ~10 Т1/2
самого долгоживущего члена ряда (кроме родоначальника ряда). При вековом равновесии
числа атомов N' и N: любых двух членов ряда и их периоды
полураспада Т'1/2 и Т:1/2 связаны соотношением:
N' Т'1/2 = = N: T:1/2.
Поэтому чем меньше Т1/2 к.-л. промежут. члена ряда, тем
ниже его содержание в земной коре. Напр., на 1 т U в земной коре приходится
ок. 0,34 г 226Ra (T1/2 1600 лет) и всего 1,4·10-9
г 218Ро (T1/2 3,05 мин). Содержание промежут. членов
Р. р. в земной коре медленно снижается по мере распада родоначальника P.p.,
но за человеческую жизнь практически не изменяется. Благодаря вековому равновесию
в земной коре постоянно содержатся нуклиды таких неустойчивых элементов, как
Ро, At, Rn, Fr, Ra, Ac и Pa.
Мн. члены естественных
Р. р. имеют исторически сложившиеся названия и символы. Так, 230Th
наз. ионием (символ Io), 228Th-радиоторием (RdTh), 227Тh-радиоакти-нием
(RdAc), 220Rn-Topoном (Tn), 219Rn-aктионом (An), 214Ро-радием-це-штрих
(RaC), 228Ra-мезото-рием-один (MsTh1). Эти назв. связаны
с тем, что в прошлом каждый вновь открытый член Р. р. рассматривался как новый
элемент (радиоэлемент; см. Радиохимия). Лишь с обнаружением изотопии
стало ясно, что члены Р. р. - изотопы соответствующих хим. элементов.
Нек-рые члены P.p. распадаются
не по одному пути (a-или b-распад), а по двум (т. наз. вилка). Напр.,
член ряда актиноурана 227Ас в 988 случаях из 1000 претерпевает b-
-распад, а в 12 случаях-a-распад.
Исследования P.p. имели
важное значение для развития учения о радиоактивности, обнаружения новых радиоактивных
элементов и их изотопов.
Лит. см. при статьях Радиоактивность, Радиохимия.
С. С. Бердоносов.
|