붕괴 사슬
Decay chain| 핵물리학 |
|---|
 |
핵 과학에서 붕괴 연쇄는 일련의 일련의 일련의 변형으로 다른 방사성 붕괴 생성물의 방사성 붕괴를 말합니다.그것은 "방사능 캐스케이드"라고도 알려져 있습니다.일반적인 방사성 동위원소는 직접적으로 안정된 상태로 붕괴되지 않고 오히려 다른 방사성 동위원소로 붕괴됩니다.따라서 원자가 안정 동위 원소가 될 때까지 붕괴가 계속되는데, 이는 원자의 핵이 안정 상태에 도달했음을 의미합니다.
붕괴 단계는 이전 또는 이후 단계와의 관계로 지칭됩니다.모동위원소는 딸동위원소를 형성하기 위해 붕괴되는 것입니다.그 한 예로 우라늄(원자번호 92)이 토륨(원자번호 90)으로 붕괴되는 것을 들 수 있습니다.딸 동위 원소는 안정적이거나 붕괴하여 자신의 딸 동위 원소를 형성할 수 있습니다.딸 동위원소의 딸을 손녀 동위원소라고 부르기도 합니다.모체 동위 원소는 생물학적 모체와 딸의 경우와는 달리 딸 동위 원소가 됩니다.
한 부모 원자가 딸 동위 원소의 원자로 붕괴하는 데 걸리는 시간은 서로 다른 부모-딸 쌍뿐만 아니라 동일한 부모-딸 동위 원소 쌍 사이에서도 무작위로 달라질 수 있습니다.각 단일 원자의 붕괴는 자발적으로 일어나고, 시간 t에 따른 동일한 원자의 초기 집단의 붕괴는 붕괴 지수 분포, 즉 λ을 붕괴 상수라고 합니다.동위원소의 특성 중 하나는 반감기로, 초기 동일한 모 방사성 동위원소 수의 절반이 딸에게 붕괴되었다고 통계적으로 예상될 수 있으며, 이는 λ과 역의 관계가 있습니다.반감기는 많은 방사성 동위원소(또는 방사성핵종)의 실험실에서 결정되었습니다.이것들은 거의 순간적인 것(10초−21 미만)에서19 10년 이상까지 다양합니다.
중간 단계는 각각 원래 방사성 동위원소와 동일한 양의 방사능을 방출하지만(즉, 연속 단계의 붕괴 수 사이에는 일대일 관계가 있음) 각 단계는 서로 다른 양의 에너지를 방출합니다.평형이 이루어지면, 각각의 연속적인 딸 동위 원소는 반감기에 정비례하여 존재합니다. 그러나 그 활성이 반감기에 반비례하기 때문에 붕괴 사슬의 각 핵종은 동일한 에너지는 아니지만 사슬의 머리 부분만큼 많은 개별 변환을 제공합니다.예를 들어 우라늄-238은 방사성이 약하지만, 라듐과 희가스 라돈과 같은 수명이 짧은 붕괴 생성물이 존재하기 때문에 우라늄 광석인 피치블렌드는 순수 우라늄 금속보다 13배 더 방사성이 높습니다.토륨 및/또는 우라늄(예를 들어 일부 화강암)을 함유한 암석은 라돈 가스를 방출하며, 라돈 가스는 높은 밀도로 인해 지하실 또는 지하 광산과 같은 밀폐된 장소에 축적되는 경향이 있습니다.[1]
특정 시간에 붕괴 사슬에 있는 동위 원소의 양은 바테만 방정식으로 계산됩니다.
역사
빅뱅에서 생성된 수소-1, 수소-2(중수소), 헬륨-3, 헬륨-4, 그리고 아마도 미량의 안정적인 리튬과 베릴륨 동위원소를 제외하고, 지구에서 발견되는 모든 원소와 동위원소들은 항성이나 항성 충돌에서 s-과정 또는 r-과정에 의해 생성되었으며, 오늘날 지구의 일부가 될 것입니다.h, 적어도 45억년 전에 만들어졌음에 틀림없습니다.45억 년 전 또는 그 이전에 생성된 모든 원소들을 원시 원소라고 부르는데, 이는 그것들이 우주의 항성 과정에 의해 생성되었다는 것을 의미합니다.그것들이 만들어졌을 때, 불안정했던 것들은 바로 부패하기 시작했습니다.반감기가 1억 년 미만인 모든 동위 원소는 지구의 강착으로 생성되고 포획된 원래 양의 2.8×10−14 이하로 감소했습니다. 오늘날 미량이거나 완전히 붕괴되었습니다.동위원소를 만드는 다른 방법은 인공적으로, 인공 원자로 안에서, 또는 붕괴 사슬이라고 알려진 모체 동위원소 종의 붕괴를 통해, 두 가지뿐입니다.
불안정한 동위 원소는 딸의 생성물(때로는 더 불안정할 수도 있음)로 일정한 속도로 붕괴됩니다. 결국, 일련의 붕괴 후에 안정 동위 원소에 도달합니다. 우주에는 약 200개의 안정 동위 원소가 있습니다.안정 동위원소에서, 가벼운 원소들은 일반적으로 무거운 원소들보다 핵에서 양성자에 대한 중성자 비율이 낮습니다.헬륨-4와 같은 가벼운 원소들은 1:1 중성자:양성자 비율에 가깝습니다.납과 같은 가장 무거운 원소는 양성자당 1.5개의 중성자에 가깝습니다(예: 납-208의 1.536개).납-208보다 무거운 핵종은 안정적입니다. 이 무거운 원소들은 안정성을 얻기 위해 질량을 떨어내야 하는데, 주로 알파 붕괴에 의해 발생합니다.중성자 대 양성자 비율(n/p)이 높은 동위원소가 붕괴하는 또 다른 일반적인 방법은 베타 붕괴인데, 이는 핵종이 동일한 질량수를 유지하면서 원소 동일성을 변화시키고 n/p 비율을 낮추는 것입니다.상대적으로 낮은 n/p 비율을 가진 일부 동위 원소의 경우, 역베타 붕괴가 일어나 양성자가 중성자로 변환되어 안정 동위 원소로 이동합니다. 그러나 핵분열은 거의 항상 중성자 중입자를 생성하기 때문에 전자 방출에 비해 양전자 방출이나 전자 포획이 거의 없습니다.약 207 이상의 모든 개별 무게에 대해 적어도 두 개(중, 베타 붕괴 및 가벼운 양전자 붕괴)의 비교적 짧은 베타 붕괴 사슬이 많이 있지만, 질량이 큰 원소(납보다 무거운 동위 원소)의 경우 모든 붕괴 사슬을 포괄하는 경로는 네 개뿐입니다.[citation needed]질량을 4원자 질량 단위(amu)만큼 줄이는 알파 복사와 질량수를 바꾸지 않는 베타(원자 번호와 p/n 비율만) 두 가지 주요 붕괴 방식이 있기 때문입니다.4개의 경로는 4n, 4n + 1, 4n + 2, 4n + 3으로 명명됩니다. 원자 질량을 4로 나눈 나머지는 동위 원소가 붕괴하는 데 사용할 사슬을 만듭니다.다른 붕괴 모드도 있지만 알파 또는 베타 붕괴보다 낮은 확률로 항상 발생합니다.(이 사슬들이 분기점을 가지고 있지 않다고 가정해서는 안 됩니다: 아래 그림은 사슬의 몇 가지 분기를 보여주고 있고, 실제로는 더 많은 동위 원소들이 존재하는데, 이는 그림에 나타난 것보다 더 많은 동위 원소들이 존재하기 때문입니다.)예를 들어, 합성된 니혼륨-278의 세 번째 원자는 멘델레늄-254까지 6번의 알파 붕괴를 거쳤고,[2] 이어서 전자 포획(베타 붕괴의 한 형태)이 페르미늄-254까지,[2] 그리고 나서 7번째 알파는 캘리포늄-250까지 내려갔으며,[2] 이 기사에서 주어진 것처럼 4n+2 사슬을 따랐을 것입니다.그러나 합성된 가장 무거운 초중핵종은 사슬을 종료하는 몇 번의 알파 붕괴 후 자발적인 핵분열 핵종에 도달하기 때문에 네 개의 붕괴 사슬에 도달하지 못합니다. 이것은 합성된 니혼듐-278의 [3][4]처음 두 원자와 생성된 모든 더 무거운 핵종에 일어난 일입니다.
이들 사슬 중 세 개는 꼭대기 근처에 긴 수명의 동위원소(또는 핵종)를 가지고 있습니다. 이 긴 수명의 핵종은 사슬이 매우 느리게 흐르는 과정에서 병목 현상이 발생하여 사슬이 흐름과 함께 "살아있는" 상태로 유지됩니다.수명이 긴 세 개의 핵종은 우라늄-238(반수명 45억 년), 우라늄-235(반수명 7억 년), 토륨-232(반수명 140억 년)입니다.네 번째 사슬에는 그렇게 오래 지속되는 병목 핵종이 없기 때문에, 그 사슬에 있는 거의 모든 핵종은 오래 전에 사슬의 거의 끝까지 붕괴되었습니다.그 사슬의 끝 근처에 비스무트-209가 있는데, 오랫동안 안정적인 것으로 여겨졌습니다.그러나 최근 비스무트-209는 201억 년의 매우 긴 반감기로 불안정한 것으로 밝혀졌습니다.[5] 그것은 안정적인 탈륨-205 이전의 사슬의 마지막 단계입니다.그러나 긴 반감기로 인해 매우 적은 양의 최종 붕괴 생성물이 생성되었으며, 대부분의 실용적인 목적을 위해 비스무트-209가 최종 붕괴 생성물입니다.태양계가 형성될 무렵인 먼 과거에는 불안정한 고질량 핵종들이 더 많이 존재했고, 이후 붕괴된 핵종들을 포함하고 있기 때문에 네 개의 사슬은 더 길었습니다.오늘날 이 전에 멸종된 동위 원소들 중 일부는 제조되면서 다시 존재하고 있습니다.따라서 그들은 다시 사슬에서 자리를 잡게 됩니다: 핵무기에 사용되는 플루토늄-239는 반감기가 24,500년인 알파 방출을 통해 우라늄-235로 붕괴되는 주요한 예입니다.지금까지 멸종된 네 번째 사슬을 부활시킨 넵투늄-237의 대규모 생산도 있었습니다.[6]따라서 아래 표는 질량수가 249에서 252인 캘리포니아 동위 원소에서 네 개의 붕괴 사슬을 시작합니다.
| 시리즈명 | 토륨 | 넵투늄 | 우라늄 | 악티늄 |
| 질량수 | 4n | 4n+1 | 4n+2 | 4n+3 |
| 장수핵종 | 232Th | 없음. | 238U | 235U |
| 반감기 (년수 billions) | 14 | — | 4.5 | 0.7 |
| 체인끝 | 208Pb | (209Bi) 205Tl | 206Pb | 207Pb |
이 네 개의 체인은 다음 섹션의 차트에 요약되어 있습니다.
붕괴의 종류
방사성 붕괴의 가장 일반적인 네 가지 모드는 알파 붕괴, 베타 붕괴, 역 베타 붕괴(양전자 방출과 전자 포획 모두로 간주됨), 이성질체 전이입니다.붕괴 과정 중 알파 붕괴(헬륨-4 핵의 핵분열)만이 핵의 원자 질량 수(A)를 변화시켜 항상 4개씩 감소시킵니다.이 때문에 거의 모든 붕괴는 원자 질량수가 같은 잔류 mod 4를 갖는 핵을 만들어 낼 것입니다.이것은 핵종 목록을 네 개의 등급으로 나눕니다.붕괴 가능성이 있는 사슬의 모든 구성원은 이 클래스 중 하나에서 완전히 추출되어야 합니다.
자연에서 세 개의 주요 붕괴 사슬(또는 가족)이 관찰됩니다.이것들은 흔히 토륨 계열, 라듐 계열 또는 우라늄 계열, 악티늄 계열이라고 불리는데, 이 네 종류 중 세 종류를 나타내고 세 종류의 서로 다른 안정한 납 동위 원소로 끝납니다.이들 사슬의 모든 동위원소의 질량 수는 각각 A = 4n, A = 4n + 2, A = 4n + 3으로 나타낼 수 있습니다.토륨-232, 우라늄-238, 우라늄-235는 1940년대 이후 생성된 인공 동위 원소와 붕괴를 무시한 채 지구가 형성된 이후부터 존재해 왔습니다.
시작 동위 원소인 넵투늄-237(214만 년)의 비교적 짧은 반감기 때문에, 네 번째 사슬인 A = 4n + 1인 넵투늄 계열은 최종 속도-limiting 단계인 비스무트-209 붕괴를 제외하고는 자연에서 이미 멸종되었습니다.그러나 Np와 붕괴 생성물의 흔적은 우라늄 광석에서 중성자 포획의 결과로 자연에서 발생합니다.[7]이 사슬의 끝 동위 원소는 현재 탈륨-205로 알려져 있습니다.일부 오래된 자료들은 최종 동위 원소를 비스무트-209로 제시하고 있지만, 최근 이 동위 원소는 반감기가 2.01×10년으로19 매우 약간 방사성임이 밝혀졌습니다.[8]
또한 마그네슘-28과 염소-39와 같은 불안정한 원소 동위 원소의 비초황 붕괴 사슬이 있습니다.지구에서는 1945년 이전의 이 사슬들의 대부분의 시작 동위 원소들이 우주 방사선에 의해 생성되었습니다.1945년 이후, 핵 무기의 실험과 사용은 또한 수많은 방사성 핵분열 생성물들을 방출해왔습니다.거의 모든 동위 원소는 β− 또는 β+ 붕괴 모드에 의해 붕괴되며, 원자 질량의 변화 없이 한 원소에서 다른 원소로 바뀝니다.이 후녀 제품들은 안정성에 더 가까운 상태에서 마침내 안정성으로 붕괴될 때까지 일반적으로 반감기가 더 길어집니다.
악티니드 알파 붕괴 사슬
| 붕괴 사슬에 의한 악티니데스[9] | 반감기 범위(a) | U의[10] 수율에 의한 핵분열 생성물 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4n | 4n + 1 | 4n + 2 | 4n + 3 | 4.5–7% | 0.04–1.25% | <0.001% | ||
| 228라№ | 오전 4-6시 | 155에우þ | ||||||
| 244cmƒ | 241푸ƒ | 250Cf | 227아크№ | 오전 10시부터 29시까지 | 90Sr | 85Kr | 113m씨디þ | |
| 232Uƒ | 238푸ƒ | 243cmƒ | 29-97 a | 137Cs | 151스엠þ | 121mSn | ||
| 248Bk[11] | 249Cfƒ | 242m암ƒ | 141–351a | 어떤 핵분열 생성물도 100 a-210 ka 범위의 반감기를 가지지 않습니다. | ||||
| 241암ƒ | 251Cfƒ[12] | 430-900 a | ||||||
| 226라№ | 247Bk | 1.3–1.6 ka | ||||||
| 240푸 | 229Th | 246cmƒ | 243암ƒ | 4.7–7.4 ka | ||||
| 245cmƒ | 250cm | 8.3–8.5 ka | ||||||
| 239푸ƒ | 24.1 ka | |||||||
| 230Th№ | 231파№ | 32–76 ka | ||||||
| 236Npƒ | 233Uƒ | 234U№ | 150-250ka | 99Tc₡ | 126Sn | |||
| 248cm | 242푸 | 327–375ka | 79세₡ | |||||
| 1.53 Ma | 93Zr | |||||||
| 237Npƒ | 2.1–6.5 Ma | 135Cs₡ | 107피디 | |||||
| 236U | 247cmƒ | 마 15-24 | 129나는₡ | |||||
| 244푸 | 80 마 | ... 15.7 Ma를[13] 넘지 않음 | ||||||
| 232Th№ | 238U№ | 235Uƒ№ | 0.7–14.1 Ga | |||||
| ||||||||
아래 네 개의 표에서 작은 붕괴 지점(가지 확률이 0.0001% 미만)은 생략됩니다.에너지 방출은 방출된 모든 입자(전자, 알파 입자, 감마 양자, 중성미자, 오거 전자 및 X선)의 총 운동 에너지와 원래 핵이 정지되어 있다고 가정할 때 반동 핵을 포함합니다.문자 'a'는 (라틴어의 annus에서) 1년을 나타냅니다.
아래 표(넵투늄 제외)에는 자연 발생 핵종의 역사적 이름도 나와 있습니다.이 이름들은 붕괴 사슬이 처음 발견되고 조사될 때 사용되었습니다.이 역사적인 이름들로부터 핵종이 속한 특정 사슬을 찾아내고 그것을 현대적인 이름으로 대체할 수 있습니다.
토륨, 우라늄/라듐(우라늄-238로부터), 악티늄(우라늄-235로부터)의 세 개의 자연적으로 생성된 악티늄 알파 붕괴 사슬은 각각 고유한 납 동위 원소(납-208, 납-206, 납-207)로 끝납니다.이러한 동위 원소들은 모두 안정적이며 원시 핵종으로 자연계에 존재하지만, 납-204(원시 기원만 있음)와 비교할 때 그 초과량은 현재 암석의 우라늄-납 기술에 사용될 수 있습니다.
토륨 계열
토륨-232의 4n 사슬은 일반적으로 "토륨 계열" 또는 "토륨 캐스케이드"라고 불립니다.이 시리즈는 자연적으로 생성되는 토륨-232를 시작으로 악티늄, 비스무트, 납, 폴로늄, 라듐, 라돈 및 탈륨의 원소를 포함합니다.금속, 화합물 또는 광물을 막론하고 모든 것들은 적어도 일시적으로 어떤 천연 토륨 함유 시료에도 존재합니다.이 시리즈는 리드-208로 끝납니다.
중성미자로 손실된 에너지를 포함하여 토륨-232에서 납-208까지 방출되는 총 에너지는 42.6 MeV입니다.
| 핵종 | 연혁명 | 감쇠 모드 | 반감기 (a = 년) | 에너지 방출 미브 | 디케이 제품. | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 짧다 | 긴 | |||||
| 252Cf | α | 2.645 a | 6.1181 | 248cm | ||
| 248cm | α | 3.4x10a5 | 5.162 | 244푸 | ||
| 244푸 | α | 8x107 a | 4.589 | 240U | ||
| 240U | β− | 14.1시간 | 0.39 | 240Np | ||
| 240Np | β− | 1.032시간 | 2.2 | 240푸 | ||
| 240푸 | α | 6561 a | 5.1683 | 236U | ||
| 236U | 토우라늄[14] | α | 2.3x10a7 | 4.494 | 232Th | |
| 232Th | Th | 토륨 | α | 1.405x10a10 | 4.081 | 228라 |
| 228라 | MsTh1 | 메소토륨 1 | β− | 오전 5시 75분 | 0.046 | 228아크 |
| 228아크 | MsTh2 | 메소토륨 2 | β− | 6.25시간 | 2.124 | 228Th |
| 228Th | RdTh | 방사성 토륨 | α | 1.9116 a | 5.520 | 224라 |
| 224라 | 고마워 | 토륨 X | α | 3.6319 d | 5.789 | 220Rn |
| 220Rn | Tn | Thoron, 토륨 방출 | α | 55.6초 | 6.404 | 216포 |
| 216포 | ThA | 토륨 A | α | 0.145초 | 6.906 | 212Pb |
| 212Pb | ThB | 토륨 B | β− | 10.64 시간 | 0.570 | 212바이 |
| 212바이 | THC | 토륨 C | β− 64.06% α 35.94% | 60.55분 | 2.252 6.208 | 212포 208Tl |
| 212포 | ThC' | 토륨 C' | α | 299ns | 8.784 [15] | 208Pb |
| 208Tl | THC | 토륨 C | β− | 3.053분 | 1.803 [15] | 208Pb |
| 208Pb | ThD | 토륨 D | 안정적인. | — | — | — |
넵투늄 계열
.svg)
넵투늄-237의 4n+1 사슬은 흔히 "넵투늄 계열" 또는 "넵투늄 캐스케이드"라고 불립니다.이 시리즈에서, 관련된 동위 원소들 중 오직 두 개만이 자연적으로 상당한 양, 즉 비스무트-209와 탈륨-205로 발견됩니다.다른 동위 원소들 중 일부는 원시 U에서 녹아웃 반응에 의해 생성된 극미량의 Np로부터 자연에서 검출되었습니다.[7] 아메리슘-241 이온화 챔버를 포함하는 연기 감지기는 아메리슘이 붕괴하면서 상당한 양의 넵투늄-237을 축적합니다. 적어도 다음과 같은 원소들이 그 안에 존재합니다.일시적으로, 넵투늄의 붕괴 생성물로서 액티늄, 아스타틴, 비스무트, 프랑슘, 납, 폴로늄, 프로탁티늄, 라듐, 탈륨, 토륨, 우라늄.이 계열은 1947-1948년에 겨우 발견되고 연구되었기 때문에,[16] 그 핵종들은 역사적인 이름을 가지고 있지 않습니다.이 붕괴 사슬의 한 가지 독특한 특징은 희유 기체 라돈이 (그림에 표시되지 않은) 희귀한 분지에서만 생성되고 주요 붕괴 순서는 생성되지 않는다는 것입니다. 따라서 이 붕괴 사슬에서 나온 라돈은 암석을 통해 다른 세 가지만큼 이동하지 않습니다.이 붕괴 서열의 또 다른 독특한 특징은 납이 아닌 탈륨에서 끝난다는 것입니다.이 계열은 안정 동위 원소 탈륨-205로 끝납니다.
중성미자로 손실된 에너지를 포함하여 Californium-249에서 탈륨-205로 방출되는 총 에너지는 66.8 MeV입니다.
| 핵종 | 감쇠 모드 | 반감기 (a = 년) | 에너지 방출 미브 | 붕괴 생성물 |
|---|---|---|---|---|
| 249Cf | α | 351 a | 5.813+.388 | 245cm |
| 245cm | α | 8500개의 8500개 | 5.362+.175 | 241푸 |
| 241푸 | β− | 14.4 a | 0.021 | 241암 |
| 241암 | α | 432.7 a | 5.638 | 237Np |
| 237Np | α | 2.14/106 a | 4.959 | 233파 |
| 233파 | β− | 27.0 d | 0.571 | 233U |
| 233U | α | 1.592·10a5 | 4.909 | 229Th |
| 229Th | α | 7340 a | 5.168 | 225라 |
| 225라 | β− | 14.9 d | 0.36 | 225아크 |
| 225아크 | α | 10.0 d | 5.935 | 221Fr |
| 221Fr | α 99.9952% β− 0.0048% | 4.8분 | 6.3 0.314 | 217앳 221라 |
| 221라 | α | 28초 | 6.9 | 217Rn |
| 217앳 | α 99.992% β− 0.008% | 32ms | 7.0 0.737 | 213바이 217Rn |
| 217Rn | α | 540μs | 7.9 | 213포 |
| 213바이 | β− 97.80% α 2.20% | 46.5분 | 1.423 5.87 | 213포 209Tl |
| 213포 | α | 3.72 μs | 8.536 | 209Pb |
| 209Tl | β− | 2.2분 | 3.99 | 209Pb |
| 209Pb | β− | 3.25시간 | 0.644 | 209바이 |
| 209바이 | α | 1.9.1019 a | 3.137 | 205Tl |
| 205Tl | . | 안정적인. | . | . |
우라늄 계열
.svg)
우라늄-238의 4n+2 사슬은 "우라늄 계열" 또는 "라듐 계열"이라고 불립니다.이 시리즈는 자연 발생 우라늄-238을 시작으로 아스타틴, 비스무트, 납, 폴로늄, 프로탁티늄, 라듐, 라돈, 탈륨, 토륨 등의 원소를 포함하고 있습니다.금속, 화합물 또는 광물을 막론하고, 모든 것들은 적어도 일시적으로 천연 우라늄 함유 시료에 존재합니다.시리즈는 리드-206으로 끝납니다.
중성미자로 손실된 에너지를 포함하여 우라늄-238에서 납-206까지 방출된 총 에너지는 51.7 MeV입니다.
| 부모 핵종 | 연혁명[17] | 감쇠 모드 | 반감기 (a=년) | 에너지 방출 미브[RS 1] | 디케이 제품[RS 1] | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 짧다 | 긴 | |||||
| 250Cf | α | 오전 13.08 | 6.12844 | 246cm | ||
| 246cm | α | 4800 a | 5.47513 | 242푸 | ||
| 242푸 | α | 3.8·105 a | 4.98453 | 238U | ||
| 238U | UI | 우라늄 I | α | 4.468·109 a | 4.26975 | 234Th |
| 234Th | UX1 | 우라늄1 X | β− | 24.10 d | 0.273088 | 234m파 |
| 234m파 | UX2, Bv | 우라늄2 X 브레비움 | IT, 0.16% β−, 99.84% | 1.159민 | 0.07392 2.268205 | 234파 234U |
| 234파 | UZ | 우라늄 Z | β− | 6.70시간 | 2.194285 | 234U |
| 234U | UII | 우라늄 II | α | 2.45/105 a | 4.8698 | 230Th |
| 230Th | 이오 | 아이오늄 | α | 7.54·104 a | 4.76975 | 226라 |
| 226라 | 라 | 라듐 | α | 1600년전에 | 4.87062 | 222Rn |
| 222Rn | Rn | 라돈, 라듐 방출 | α | 3.8235d | 5.59031 | 218포 |
| 218포 | 라아 | 라듐 A | α, 99.980% β−, 0.020% | 3.098분 | 6.11468 0.259913 | 214Pb 218앳 |
| 218앳 | α, 99.9% β−, 0.1% | 1.5초 | 6.874 2.881314 | 214바이 218Rn | ||
| 218Rn | α | 35ms | 7.26254 | 214포 | ||
| 214Pb | RaB | 라듐 B | β− | 26.8분 | 1.019237 | 214바이 |
| 214바이 | RaC | 라듐 C | β−, 99.979% α, 0.021% | 19.9분 | 3.269857 5.62119 | 214포 210Tl |
| 214포 | RaC' | 라듐 C' | α | 164.3μs | 7.83346 | 210Pb |
| 210Tl | RaC" | 라듐 C" | β− | 1.3분 | 5.48213 | 210Pb |
| 210Pb | RaD | 라듐 D | β−, 100% α, 1.9·10−6% | 오전 22시 20분 | 0.063487 3.7923 | 210바이 206Hg |
| 210바이 | RaE | 라듐 E | β−, 100% α, 1.32·10−4% | 5.012 d | 1.161234 5.03647 | 210포 206Tl |
| 210포 | RaF | 라듐 F | α | 138.376 d | 5.03647 | 206Pb |
| 206Hg | β− | 8.32분 | 1.307649 | 206Tl | ||
| 206Tl | RaE | 라듐 E | β− | 4.202분 | 1.5322211 | 206Pb |
| 206Pb | 라그[18] | 라듐 G | 안정적인. | - | - | - |
- ^ a b c "Evaluated Nuclear Structure Data File". National Nuclear Data Center.
악티늄 계열
우라늄-235의 4n+3 사슬은 보통 "액티늄 계열" 또는 "액티늄 캐스케이드"라고 불립니다.이 붕괴 계열은 자연적으로 생성된 동위 원소 우라늄-235를 시작으로 악티늄, 아스타틴, 비스무트, 프랑슘, 납, 폴로늄, 프로탁티늄, 라듐, 라돈, 탈륨, 토륨 등의 원소를 포함합니다.금속, 화합물, 광석 또는 광물을 포함한 우라늄-235를 함유한 시료에는 적어도 일시적으로 모두 존재합니다.이 시리즈는 안정 동위원소 납-207로 끝납니다.
중성미자로 손실된 에너지를 포함하여 우라늄-235에서 납-207까지 방출된 총 에너지는 46.4 MeV입니다.
| 핵종 | 연혁명 | 감쇠 모드 | 반감기 (a = 년) | 에너지 방출 미브 | 디케이 제품. | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 짧다 | 긴 | |||||
| 251Cf | α | 900.6 a | 6.176 | 247cm | ||
| 247cm | α | 1.56·107 a | 5.353 | 243푸 | ||
| 243푸 | β− | 4.9556 시간 | 0.579 | 243암 | ||
| 243암 | α | 7388 a | 5.439 | 239Np | ||
| 239Np | β− | 2.3565 d | 0.723 | 239푸 | ||
| 239푸 | α | 2.41/104 a | 5.244 | 235U | ||
| 235U | ACU | 악틴 우라늄 | α | 7.04/108 a | 4.678 | 231Th |
| 231Th | UY | 우라늄 Y | β− | 25.52시간 | 0.391 | 231파 |
| 231파 | 파 | 프로탁티늄 | α | 32760 a | 5.150 | 227아크 |
| 227아크 | 아크 | 악티늄 | β− 98.62% α 1.38% | 21.772 a | 0.045 5.042 | 227Th 223Fr |
| 227Th | RdAc | 방사성 악티늄 | α | 18.68 d | 6.147 | 223라 |
| 223Fr | AcK | 악티늄 K | β− 99.994% α 0.006% | 22분 | 1.149 5.340 | 223라 219앳 |
| 223라 | AcX | 악티늄 X | α | 11.43 d | 5.979 | 219Rn |
| 219앳 | α 97.00% β− 3.00% | 56초 | 6.275 1.700 | 215바이 219Rn | ||
| 219Rn | 안 | 액티논, 악티늄 방출 | α | 3.96초 | 6.946 | 215포 |
| 215바이 | β− | 7.6분 | 2.250 | 215포 | ||
| 215포 | ACA | 악티늄 A | α 99.99977% β− 0.00023% | 1.781ms | 7.527 0.715 | 211Pb 215앳 |
| 215앳 | α | 0.1ms | 8.178 | 211바이 | ||
| 211Pb | AcB | 악티늄 B | β− | 36.1분 | 1.367 | 211바이 |
| 211바이 | AcC | 악티늄 C | α 99.724% β− 0.276% | 2.14분 | 6.751 0.575 | 207Tl 211포 |
| 211포 | AcC' | 악티늄 C' | α | 516ms | 7.595 | 207Pb |
| 207Tl | AcC" | 악티늄 C" | β− | 4.77분 | 1.418 | 207Pb |
| 207Pb | AcD | 악티늄 D | . | 안정적인. | . | . |
참고 항목
메모들
- ^ "Radon Indoor Air Quality Air US EPA". Archived from the original on 2008-09-20. Retrieved 2008-06-26.
- ^ a b c K. Morita; Morimoto, Kouji; Kaji, Daiya; Haba, Hiromitsu; Ozeki, Kazutaka; Kudou, Yuki; Sumita, Takayuki; Wakabayashi, Yasuo; Yoneda, Akira; Tanaka, Kengo; et al. (2012). "New Results in the Production and Decay of an Isotope, 278113, of the 113th Element". Journal of the Physical Society of Japan. 81 (10): 103201. arXiv:1209.6431. Bibcode:2012JPSJ...81j3201M. doi:10.1143/JPSJ.81.103201. S2CID 119217928.
- ^ Morita, Kosuke; Morimoto, Kouji; Kaji, Daiya; Akiyama, Takahiro; Goto, Sin-Ichi; Haba, Hiromitsu; Ideguchi, Eiji; Kanungo, Rituparna; et al. (2004). "Experiment on the Synthesis of Element 113 in the Reaction 209Bi(70Zn, n)278113". Journal of the Physical Society of Japan. 73 (10): 2593–2596. Bibcode:2004JPSJ...73.2593M. doi:10.1143/JPSJ.73.2593.
- ^ Barber, Robert C.; Karol, Paul J; Nakahara, Hiromichi; Vardaci, Emanuele; Vogt, Erich W. (2011). "Discovery of the elements with atomic numbers greater than or equal to 113 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 83 (7): 1485. doi:10.1351/PAC-REP-10-05-01.
- ^ J.W. Beeman; et al. (2012). "First Measurement of the Partial Widths of 209Bi Decay to the Ground and to the First Excited States". Physical Review Letters. 108 (6): 062501. arXiv:1110.3138. doi:10.1103/PhysRevLett.108.062501. PMID 22401058. S2CID 118686992.
- ^ Koch, Lothar (2000). Transuranium Elements, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley. doi:10.1002/14356007.a27_167.
- ^ a b Peppard, D. F.; Mason, G. W.; Gray, P. R.; Mech, J. F. (1952). "Occurrence of the (4n + 1) series in nature" (PDF). Journal of the American Chemical Society. 74 (23): 6081–6084. doi:10.1021/ja01143a074.
- ^ Audi, G.; Kondev, F. G.; Wang, M.; Huang, W. J.; Naimi, S. (2017). "The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties" (PDF). Chinese Physics C. 41 (3): 030001. Bibcode:2017ChPhC..41c0001A. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001.
- ^ 라듐 추가 (원소 88).실제로는 아악티늄(89)에 바로 앞서며, 반감기가 4년 이상인 핵종이 없는 폴로늄(84) 다음으로 3원소 불안정성 간격을 따릅니다(간격 중 가장 긴 핵종은 반감기가 4일 미만인 라돈-222).라듐이 가장 오래 생존한 동위 원소는 1,600년으로 여기에 포함될 가치가 있습니다.
- ^ 특히 일반적인 원자로에서 우라늄-235의 열 중성자 핵분열로 인해 발생합니다.
- ^ Milsted, J.; Friedman, A. M.; Stevens, C. M. (1965). "The alpha half-life of berkelium-247; a new long-lived isomer of berkelium-248". Nuclear Physics. 71 (2): 299. Bibcode:1965NucPh..71..299M. doi:10.1016/0029-5582(65)90719-4.
"동위원소 분석 결과 약 10개월에 걸쳐 분석된 세 개의 샘플에서 248개의 질량이 일정하게 존재한다는 것이 밝혀졌습니다.이것은 반감기가 9[년] 이상인 Bk의248 이성질체에 기인합니다.Cf의248 성장은 감지되지 않았으며, β− 반감기의 하한은 약 104[년]으로 설정할 수 있습니다.새로운 이성질체에 기인한 알파 활동은 발견되지 않았습니다. 알파 반감기는 아마도 300 [년] 이상일 것입니다." - ^ 이것은 "불안정한 바다" 이전의 반감기가 최소 4년인 가장 무거운 핵종입니다.
- ^ 반감기가 Th를 크게 초과하는 "고전적으로 안정한" 핵종을 제외하면, Cd의 반감기는 14년에 불과하지만, Cd의 반감기는 거의 8,000조 년에 이릅니다.
- ^ Trenn, Thaddeus J. (1978). "Thoruranium (U-236) as the extinct natural parent of thorium: The premature falsification of an essentially correct theory". Annals of Science. 35 (6): 581–97. doi:10.1080/00033797800200441.
- ^ a b "Nuclear Data". nucleardata.nuclear.lu.se.
- ^ Thoennessen, M. (2016). The Discovery of Isotopes: A Complete Compilation. Springer. p. 20. doi:10.1007/978-3-319-31763-2. ISBN 978-3-319-31761-8. LCCN 2016935977.
- ^ Thoennessen, M. (2016). The Discovery of Isotopes: A Complete Compilation. Springer. p. 19. doi:10.1007/978-3-319-31763-2. ISBN 978-3-319-31761-8. LCCN 2016935977.
- ^ Kuhn, W. (1929). "LXVIII. Scattering of thorium C" γ-radiation by radium G and ordinary lead". The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science. 8 (52): 628. doi:10.1080/14786441108564923. ISSN 1941-5982.
참고문헌
- C.M. Lederer; J.M. Hollander; I. Perlman (1968). Table of Isotopes (6th ed.). New York: John Wiley & Sons.
외부 링크
- 뉴클레오니카 핵 과학 포털
- 전문적인 온라인 붕괴계산을 위한 뉴클레오니카의 붕괴엔진
- EPA – 방사성 붕괴
- 동위원소와 붕괴 에너지를 나열한 정부 웹사이트
- National Nuclear Data Center – 붕괴 체인을 확인하거나 구축하는 데 사용할 수 있는 무료 데이터베이스
IAEA – 핵종 라이브 차트(붕괴 사슬 포함)- 붕괴 체인 찾기
