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天然放射性核素

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天然放射性核素是放射性衰變系列中的核素的統稱,是地球化學地球物理中的一個概念,指地球形成的時候就存在於地球上的放射性同位素。它們是大爆炸超新星爆發等過程中產生的重元素,在太陽系形成之前就已經存在。原子序數大於82的天然放射性核素之所以存在於自然界是由於鈾和釷的長壽命核素不斷衰變的結果,而自然界中還存在有原子序數小於81的天然放射性核素。
中文名
天然放射性核素
外文名
natural radioactive nu-cleus
分    類
鈾系、錒鈾系、釷系
學    科
原子核物理
實    例
鉍、釙、砹等
定    義
自然形成的放射性同位素

目錄

天然放射性核素介紹

自然界中天然存在某些放射性核素,它們不斷髮生連續的衰變,構成放射性系列。天然放射性系列有三個,即以U為首的鈾系,以U為首的錒鈾系或錒系和以Th為首的釷系。它們都有相當長的半衰期(以上三者分別為4.49×10年、7.13×10年和1.39×10年),其原子從開始起一直存留到現在。其他原子序數大於81的放射性核素均屬重元素,這些核素之所以存在是由於鈾和釷的長壽命核素不斷衰變的結果。另外,通過對可能的天然放射性系統的研究,證實週期系中的某些天然放射性核素,它們不屬於上面的三個系列之內,其中包括鉀-40 (T1/2=1.2×10年)、銣-87 (T1/2=6.0×10年)、銦-113 (T1/2=6×10年)、鑭-138 (T1/2=1.2×10年)、釤-152 (T1/2=2.5×10年)、鎦-176 (T1/2=2.4×10年)、錸-187 (T1/2=4×10年)。 [1] 

天然放射性核素分類

自然界中天然存在某些放射性核素,它們不斷產生連續的衰變,構成放射性衰變系列。放射性衰變系列有三個:
1、以鈾-238為首至鉛-206的鈾系(4n+2)
2、以鈾-235為首至鉛-207的錒系(4n+3)
3、以釷-232為首至鉛-208的釷系(4n)
它們都有相當長的半衰期(分別為4.49×10^9年、7.13×10^8年和1.39×10^10年和2.144×10^6年)。
但因為宇宙誕生的歷史已有1.5×10^10年,所以它們還是會衰變,這就出現了其它原子序數大於82的天然放射性核素。
其它原子序數大於82的天然放射性核素有:
鉍:鉍-209(4n+1)(T1/2=1.9×10^19年)
釙:釙-208(4n)、釙-209(4n+1)、釙-210(4n+2)
砹:砹-210(4n+2)、砹-217(4n+1)
氡:氡-219(4n+3)、氡-220(4n)、氡-222(4n+2)
鈁:鈁-221(4n+1)、鈁-223(4n+3)、鈁-224(4n)
鐳:鐳-223(4n+3)、鐳-224(4n)、鐳-225(4n+1)、鐳-226(4n+2)、鐳-228(4n)
錒:錒-225(4n+1)、錒-227(4n+3)、錒-228(4n)
釷:釷-228(4n)、釷-229(4n+1)、釷-230(4n+2)、釷-231(4n+3)、釷-232(4n)、釷-234(4n+2)
鏷:鏷-231(4n+3)、鏷-233(4n+1)、鏷-234(4n+2)
鈾:鈾-232(4n)、鈾-233(4n+1)、鈾-234(4n+2)、鈾-235(4n+3)、鈾-236(4n)、鈾-238(4n+2)
鎿:鎿-237(4n+1)、鎿-239(4n+3)
鈈:鈈-238(4n+2)、鈈-239(4n+3)、鈈-244(4n)
根據它們的質量數除以4的餘數,就可以知道它們屬於上述的哪一個放射性衰變系列 [2] 

天然放射性核素其它

另外,通過對可能的天然放射性系統的研究,證實週期系中的某些天然放射性核素,它們的原子序數小於81,所以不屬於上面的三個系列之內,其中包括有:
碳-14(T1/2=5.73×10^3年)
鉀-40(T1/2=1.2×10^9年)
銣-87(T1/2=6.0×10^10年)
鍀-99(T1/2=2.111×10^5年)
銦-115(T1/2=6×10^14年)
鑭-138(T1/2=1.2×10^11年)
釹-144(T1/2=2.29×10^15年)
釹-150(T1/2=6.7×10^18年)
鉕-147(T1/2=2.6234年)
釤-152(T1/2=2.5×10^11年)
銩-169(T1/2=1.74×10^16年)
鑥-176(T1/2=2.4×10^10年)
錸-187(T1/2=4×10^12年)
參考資料
  • 1.    《環境科學大辭典》編輯委員會.環境科學大辭典 .北京:中國環境科學出版社 ,1991-03
  • 2.    劉菁華,王祝文編著.放射性勘探方法.北京:地質出版社,2014.02