基本介紹
- 中文名：放射性位移定律
- 外文名：Radiation displacement law
- 套用學科：原子物理
- 適用領域範圍：原子核物理
- 適用領域範圍：電離輻射防護與安全基礎
簡介,放射系,釷系,鈾系,錒系,鎿系,
簡介
放射性位移定律指放射性核素衰變後其在元素周期表中的位置移動的規律、一個放射性核素經α衰變後在周期表中向左位移兩格，經β衰變後向右位移一格，這些重放射性核素的遞次衰變系列叫做放射系。共有4個放射系，它們彼此獨立，故又把這些放射系的遞次衰變規律稱為放射性位移定律。
放射系
放射系中的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。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。
釷系
從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 1.41×1010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。
釷系放射性位移定律如下表：
核素 | 衰變方式 | 半衰期 | 粒子能量/MeV(分支比) |
232Th | α | 1.41×1010a | 4.01(76),3.95(24) |
228Ra | β | 5.76a | 0.048(70),0.024(30) |
228Ac | β | 6.13h | 1.19(35),1.76(20),2.10(13),0.62(6) |
228Th | α | 1.931a | 5.42(71),5.34(28) |
224Ra | α | 3.661d | 5.684(95),5.45(5) |
220Rn | α | 55.6s | 6.29(99.9),5.75(0.07) |
216Po | α | 0.15s | 6.77(100) |
212Pb | β | 10.64h | 0.34(81),0.58(14) |
212Bi | β,α | 60.6min | β:2.25(54),1.25(5);α:6.05(25),6.09(10) |
212Po | α | 3.0×10-7s | 8.78(100) |
208Tl | β | 3.053min | 1.80(49),1.29(24),1.52(23),1.04(4) |
208Pb | 穩定 |
鈾系
從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4.468×109年。子核半衰期最長的是234U，其值為2.45×105年。所以，鈾系建立起長期平衡，需要幾百萬年的時間。
鈾系
鈾系鈾系放射性位移定律如右圖：
依次是：鈾-238、釷-234、鏷234、鈾-234、釷-230、鐳-226、氡-222、釙-218、鉛-214、鉍-214、釙-214、鉈-210、鉛-210、鉍-210、釙210及鉛-206 。
錒系
從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7.038×108年。子核半衰期最長的是 231Pa，其值為3.28×104年，所以，錒系建立起長期平衡，需要幾十萬年的時間。
錒系
錒系錒系放射性位移定律如右圖：
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13次衰變到209Bi。在這個放射系中237Np的半衰期最長,為2.14×106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。
鎿系
鎿系鎿系放射性位移定律如右圖：
