[科普中國]-放射性位移定律

放射性位移定律指放射性核素衰變后其在元素周期表中的位置移動的規(guī)律、一個放射性核素經(jīng)α衰變后在周期表中向左位移兩格，經(jīng)β衰變后向右位移一格，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(dú)立，故又把這些放射系的遞次衰變規(guī)律稱為放射性位移定律。

簡介編輯

放射性位移定律指放射性核素衰變后其在元素周期表中的位置移動的規(guī)律、一個放射性核素經(jīng)α衰變后在周期表中向左位移兩格，經(jīng)β衰變后向右位移一格，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(dú)立，故又把這些放射系的遞次衰變規(guī)律稱為放射性位移定律。1

放射系放射系中的這些重放射性核素的電荷數(shù)Z都大于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）相近或大于地球年齡，因而經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代后還能保存下來。每一放射系中的核素主要通過α衰變，少數(shù)通過β-衰變形成親代聯(lián)系，且伴隨有γ躍遷；有少數(shù)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余次衰變最后到達(dá)穩(wěn)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。2

釷系從232Th開始，經(jīng)過10次連續(xù)衰變，最后到穩(wěn)定核素208Pb。該系成員的質(zhì)量數(shù)A都是4的整倍數(shù),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。1

釷系放射性位移定律如下表：

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鈾系從238U開始,經(jīng)過14次連續(xù)衰變，最后到穩(wěn)定核素206Pb。該系成員的質(zhì)量數(shù)A 都是4的整倍數(shù)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。1

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(jīng)過11次連續(xù)衰變,最后到穩(wěn)定核素207Pb。由于235U俗稱錒鈾,因而該系稱為錒系。該系成員的質(zhì)量數(shù)A都是4的整倍數(shù)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。1

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(yīng)方法合成的一個人工放射系──镎系。

镎系該系母體通常是238Pu。把 235U放在反應(yīng)堆中照射。連續(xù)俘獲3個中子,變成238U，再經(jīng)過兩次β-衰變，便得到238Pu。238Pu的半衰期是14.4年，經(jīng)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，所以這個系稱為镎系。該系成員的質(zhì)量數(shù)A都是4的整倍數(shù)加1，A=4n+1，因此也叫4n+1系。1

镎系放射性位移定律如右圖：

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

陳紅 - 副教授 - 西南大學(xué)