Радиоактивные ряды. Трансурановые элементы

Сентябрь 3, 2022

Главная
Алгебра
Радиоактивные ряды. Трансурановые элементы

Содержание

2. Радиоактивные ряды Радиоактивные ряды (семейства) — цепочки радиоактивных превращений. Выделяют три естественных радиоактивных ряда и один
3. После альфа- и бета-радиоактивных превращений ряды заканчиваются образованием стабильных изотопов. Активности тех членов ряда, путь к
4. Типы рядов. Тремя наиболее распространёнными видами радиоактивного распада являются α-распад, β±-распад и изомерный переход. В результате
5. Ряд тория Радиоактивный ряд нуклидов с массовым числом, представимым в виде 4n, называется рядом тория. Ряд
7. Ряд радия Радиоактивный ряд нуклидов с массовым числом, представимым в виде 4n+2, называется рядом радия (иногда
9. Ряд актиния Радиоактивный ряд нуклидов с массовым числом, представимым в виде 4n+3, называется рядом актиния или
11. Ряд нептуния Радиоактивный ряд нуклидов с массовым числом, представимым в виде 4n+1, называется рядом нептуния. Ряд
13. Трансурановые элементы Трансурановые радиоактивные элементы - химические элементы с атомным номером, больше чем у урана-92, образующиеся
14. Известно 14 Т. э. Из-за относительно высокой скорости их радиоактивного распада Т. э. в заметных количествах
15. Первые Т. э. были синтезированы в начале 40-х гг. 20 в. в Беркли (США) группой учёных
16. Для синтеза далёких Т. э. используется два типа ядерных реакций - слияния и деления. В первом
17. Расчёты барьеров деления и времён жизни сверхтяжёлых элементов привели к выводу, что некоторые сверхтяжёлые элементы могут
19. Скачать презентацию

Слайд 2

Радиоактивные ряды
Радиоактивные ряды (семейства) — цепочки радиоактивных превращений.
Выделяют три естественных радиоактивных ряда и один

искусственный.
Естественные ряды:
ряд тория (4n) — начинается с нуклида Th-232;
ряд радия (4n+2) — начинается с U-238;
ряд актиния (4n+3) — начинается с U-235.
Искусственный ряд:
ряд нептуния (4n+1) — начинается с Np-237.

Слайд 3

После альфа- и бета-радиоактивных превращений ряды заканчиваются образованием стабильных изотопов.
Активности тех членов ряда,

путь к которым от родительского изотопа не проходит через ветвления, при наступлении векового равновесия равны. Так, активность радия-224 в ториевых образцах через несколько десятков лет после изготовления становится практически равной активности тория-232, тогда как активность таллия-208 (образующегося в этом же ряду при α-распаде висмута-212 с коэффициентом ветвления 0,3594) стремится к 35,94 % от активности тория-232. Характерное время прихода к вековому равновесию в ряде равно нескольким периодам полураспада наиболее долгоживущего (среди дочерних) члена семейства. Вековое равновесие в ряду тория наступает достаточно быстро, за десятки лет, так как периоды полураспадов всех членов ряда (кроме родительского нуклида) не превышают нескольких лет (максимальный период полураспада T1/2=5,7 лет — у радия-228). В ряду урана-235 равновесие восстанавливается примерно за сто тысяч лет (наиболее долгоживущий дочерний член ряда — протактиний-231, T1/2=32760 лет), в ряду урана-238 — примерно за миллион лет (определяется ураном-234,T1/2=245500 лет)

Слайд 4

Типы рядов.
Тремя наиболее распространёнными видами радиоактивного распада являются α-распад, β±-распад и изомерный переход. В результате

альфа-распада массовое число ядер всегда уменьшается на четыре, тогда как в результате бета-распадов и изомерных переходов массовое число ядра не меняется. Это приводит к тому, что все нуклиды делятся на четыре группы (ряда) в зависимости от остатка целочисленного деления массового числа нуклида на четыре (то есть родительский нуклид и его дочерний нуклид, образовавшийся в результате альфа-распада, будут принадлежать к одной группе). Во всех рядах происходит образование гелия (из альфа-частиц).
Три основных радиоактивных ряда, наблюдающихся в природе, обычно называются рядом тория, рядом радия и рядом актиния. Каждый из этих рядов заканчивается образованием различных стабильных изотопов свинца. Массовый номер каждого из нуклидов в этих рядах может быть представлен в виде A=4n, A=4n+2 и A=4n+3, соответственно.

Слайд 5

Ряд тория
Радиоактивный ряд нуклидов с массовым числом, представимым в виде 4n,

называется рядом тория. Ряд начинается с встречающегося в природе тория-232 и завершается образованием стабильного свинца-208.

Слайд 6

Слайд 7

Ряд радия
Радиоактивный ряд нуклидов с массовым числом, представимым в виде 4n+2,

называется рядом радия (иногда называют рядом урана или урана-радия). Ряд начинается с урана-238 (встречается в природе) и завершается образованием стабильного свинца-206.

Слайд 8

Слайд 9

Ряд актиния
Радиоактивный ряд нуклидов с массовым числом, представимым в виде 4n+3,

называется рядом актиния или урана-актиния. Ряд начинается с урана-235 и завершается образованием стабильного свинца-207.

Слайд 10

Слайд 11

Ряд нептуния
Радиоактивный ряд нуклидов с массовым числом, представимым в виде 4n+1,

называется рядом нептуния. Ряд начинается с нептуния-237 и завершается образованием стабильного таллия-205. В этой серии только два нуклида встречаются в природе — висмут-209 и таллий-205. Однако с развитием ядерных технологий в результате ядерных испытаний и радиационных аварий в окружающую среду попали радионуклиды, такие как плутоний-241 и америций-241, которые также могут быть отнесены по массовому числу к началу ряда нептуния. Так как этот ряд был изучен недавно, его изотопы не имеют исторических названий. Слабая альфа-активность висмута-209 была обнаружена лишь в 2003 году, поэтому в более ранних работах он называется конечным (и единственным сохранившимся в природе) нуклидом ряда.

Слайд 12

Слайд 13

Трансурановые элементы
Трансурановые радиоактивные элементы - химические элементы с атомным номером, больше

чем у урана-92, образующиеся в результате поглощения нейтронов по схеме:

Слайд 14

Известно 14 Т. э. Из-за относительно высокой скорости их радиоактивного распада

Т. э. в заметных количествах не сохранились в земной коре. Возраст Земли около 5×109 лет, а период полураспада T1/2 наиболее долгоживущих изотопов Т. э. меньше 107 лет. За время существования Земли Т. э., возникшие в процессе нуклеосинтеза, либо полностью распались, либо их количество резко уменьшилось (до 1012раз). В природных минералах найдены микроколичества 244Pu - наиболее долгоживущего Т. э. (T1/2 ~ 8×106 лет), который, возможно, сохранился на Земле с момента её формирования. В урановых рудах обнаружены следы 237Np (T1/2~ 2,14×106 лет) и 239Pu (T1/2 ~ 2,4×104 лет), которые образуются в результате ядерных реакций с участием ядер U.

Слайд 15

Первые Т. э. были синтезированы в начале 40-х гг. 20 в.

в Беркли (США) группой учёных под руководством Э.Макмиллана и Г. Сиборга, удостоенных Нобелевской премии за открытие и изучение этих элементов. Известно несколько способов синтеза Т. э. Они сводятся к облучению мишени потоками нейтронов или заряженных частиц. Если в качестве мишени используется U, то с помощью мощных нейтронных потоков, образующихся в ядерных реакторах или при взрыве ядерных устройств, можно получить все Т. э. до Fm (Z = 100) включительно.

Слайд 16

Для синтеза далёких Т. э. используется два типа ядерных реакций -

слияния и деления. В первом случае ядра мишени и ускоренного иона полностью сливаются, а избыточная энергия образовавшегося возбуждённого составного ядра снимается путём "испарения" нейтронов. С испарением нейтронов конкурирует процесс деления возбуждённого ядра. Для элементов с Z = 104-105 вероятность испарения одного нейтрона в 500-100 раз меньше вероятности деления. Это объясняет малый выход новых элементов: доля ядер, которые "выживают" в результате снятия возбуждения, составляет всего 10-8-10-10 от полного числа ядер мишени, слившихся с частицами. В этом кроется причина того, что за последние 20 лет синтезировано всего 5 новых элементов (Z = 102-106).

Слайд 17

Расчёты барьеров деления и времён жизни сверхтяжёлых элементов привели к выводу,

что некоторые сверхтяжёлые элементы могут иметь период полураспада около 108 лет и их микроколичества могли сохраниться на Земле до нашего времени. В 1968 под руководством Флёрова начаты поиски сверхтяжёлых элементов в природе. Исследуются земные минералы, продукты извержения вулканов, геотермальные воды, а также объекты, способные к аккумуляции тяжёлой компоненты космических лучей (железо-марганцевые конкреции со дна океанов, илы донных отложений озёр и морей, метеориты, породы лунного регалита). Изучают образцы, в которых, согласно теоретическим представлениям, могут содержаться химические элементы с Z > 108. Одновременно ведутся исследования с помощью ускорителей многозарядных ионов.

Радиоактивные ряды. Трансурановые элементы

Содержание

Радиоактивные рядыРадиоактивные ряды (семейства) — цепочки радиоактивных превращений.Выделяют три естественных радиоактивных ряда и один

После альфа- и бета-радиоактивных превращений ряды заканчиваются образованием стабильных изотопов.Активности тех членов ряда,

Типы рядов.Тремя наиболее распространёнными видами радиоактивного распада являются α-распад, β±-распад и изомерный переход. В результате

Ряд торияРадиоактивный ряд нуклидов с массовым числом, представимым в виде 4n,

Ряд радияРадиоактивный ряд нуклидов с массовым числом, представимым в виде 4n+2,

Ряд актинияРадиоактивный ряд нуклидов с массовым числом, представимым в виде 4n+3,

Ряд нептунияРадиоактивный ряд нуклидов с массовым числом, представимым в виде 4n+1,

Трансурановые элементыТрансурановые радиоактивные элементы - химические элементы с атомным номером, больше