Disfala vico

El Vikipedio, la libera enciklopedio
Saltu al: navigado, serĉo

En nuklea fiziko, la disfala vicodiseriĝa vico estas la vico de malsamaj izotopoj, kiuj diseriĝas sinsekve unu en la alian per radiaktiveco, finiĝante je iu stabila izotopo. Komenciĝante je iu donita izotopo, la vico povas havi branĉojn, se iuj el la izotopoj povas diseriĝi laŭ diversaj manieroj; la branĉoj tamen povas poste denove kuniĝi.

Plejparto de radioaktivaj elementoj ne diseriĝas senpere al stabilaj izotopoj, sed trapasas serion de diseriĝoj, ĝis stabila izotopo estas atingita.

La tempo bezonata por ke unu donita atomo de fonta izotopo disfalu al la fina stabila izotopo povas varii larĝe. Ĝi ne nur dependas de la okazanta branĉo de la disfala vico. La tempo variiĝas ankaŭ pro tio ke la radioaktiveco estas spontanea procezo.

La interaj stadioj de disfalado ofte disradias pli grandan radioaktivecon ol la originala radioaktiva izotopo. Se kalkuli entute tra la tempodaŭro de la plena disfalo ĝis la fina stabila izotopo, ĉiu stadio de la disfala ĉeno kontribuas al la tuta kvanto de radioaktivaj disfaloj same multe kiel la fonta izotopo de la ĉeno, czar ĉiu atomo trapasas ĉiujn stadiojn kaj je ĉiu stadio okazigas unu dusfalon. Ekzemple, natura uranio estas ne grave radioaktiva, sed urania erco estas je 13 fojoj pli radioaktiva pro la radiumo kaj aliaj sekvaj izotopoj enhavataj. Ne nur malstabilaj radiumaj izotopoj estas gravaj radioaktivecaj eligantoj, sed kiel la posta stadio en la disfalaj ĉenaj ili ankaŭ generas radonon, kiu estas peza inerta nature okazanta radioaktiva gaso. Roko enhavanta torion aŭ uranion (ekzemple iuj granitoj) disradias radonon kiu povas akumuliĝi en enmetis lokoj kiel subteretaĝoj aŭ subteraj minejoj.

La kvar disfalajn ĉenojn de pezaj elementoj: toria (blua), radiuma (ruĝa), aktinia (verda), neptunia (purpura).

La kvar plej komunaj specoj de radiaktiveco estas alfo-disfalo, beto-minus-disfalo, beto-plus-disfalo (kiu povas esti kiel pozitrona eligoelektrona kapto), izomera trairo. El ĉi tiuj disfalaj procezoj, nur alfo-disfalo ŝanĝas la atompezan nombro A de la kerno malpligrandigante ĝin per kvar. Pro ĉi tio, preskaŭ ĉiu disfalo rezultas je kerno kies atompeza nombro havas la sama restaĵon post divido je 4. Tiel ĉiuj izotopoj estas disdividaj en kvar klasojn. Membroj de ĉiu ebla disfala ĉeno devas esti plene de unu el ĉi tiuj klasoj.

Tri ĉefaj disfalaj ĉenoj estas observitaj en naturo, kutime nomataj kiel la toria serio, la radiuma serio (ne urania serio), kaj la aktinia serio. Ili estas de tri el ĉi tiuj kvar klasoj, kaj la finaj iliaj eroj estas tri malsamaj stabilaj izotopoj de plumbo. La masnumeroj de ĉiuj izotopoj en ĉi tiuj ĉenoj povas esti prezentita kiel A=4n, A=4n+2, A=4n+3, respektive. La longe vivantaj startantaj izotopoj estas 232Th, 238U, 235U respektive, ili ĉiuj ekzistitas en Tero ekde la formigo. Ankaŭ plutoniaj izotopoj Pu-244 kaj Pu-239 estas trovitaj en spuraj kvantoj sur Tero.

Pro la sufiĉe mallonga duoniĝotempo de ĝia ĉefa natura startanta izotopo 237Np (2,14 milionoj jaroj), la kvara ĉeno, la neptunia serio kun A=4n+1, estas jam estinginta en naturo, krom la fina kurzo-limiganta paŝo, disfalo de 209Bi. La fina izotopo de ĉi tiu ĉeno estas 205Tl.

Ĉiuj kvar ĉenoj ankaŭ produktas heliumon dum alfo-disfalo.

Estas ankaŭ multaj pli mallongaj ĉenoj, ekzemple de karbono-14. Sur la tero, la plejparto de la startantaj izotopoj de ĉi tiuj ĉenoj estas generitaj per kosma radiado.

En la kvar tabeloj pli sube, la malgrandaj branĉoj de disfalo (kun la forkiĝanta rilatumo malpli granda ol 0,0001%) ne estas montritaj. La energio liberigata inkluzivas la tutecan kinetan energion de ĉiu disradiataj partikloj (elektronoj, alfaj partikloj, gamaj kvantumoj, neŭtrinoj, elektronoj de Augerj, ikso-radioj) kaj la desalton de kerno, alprenante ke la originala kerno estis senmova.

Toria serio A=4n[redakti | redakti fonton]

Decay chain(4n,Thorium series).PNG
Izotopo Disfalo Duoniĝotempo Energio de disfalo, MeV Produkto de disfalo
252Cf α 2,645 a 6,1181 248Cm
248Cm α 3,4×105 a 6,260 244Pu
244Pu α 8×107 a 4,589 240U
240U β- 14,1 h 0,39 240Np
240Np β- 1,032 h 2,2 240Pu
244Cm α 18 a 5,8048 240Pu
240Pu α 6561 a 5,1683 236U
236U α 2,3×107 a 4,494 232Th
232Th α 1,405×1010 a 4,081 228Ra
228Ra β- 5,75 a 0,046 228Ac
228Ac β- 6,25 h 2,124 228Th
228Th α 1,9116 a 5,520 224Ra
224Ra α 3,6319 d 5,789 220Rn
220Rn α 55,6 s 6,404 216Po
216Po α 0,145 s 6,906 212Pb
212Pb β- 10,64 h 0,570 212Bi
212Bi β- 64,06%
α 35,94%
60,55 min 2,252
6,208
212Po
208Tl
212Po α 299 ns 8,955 208Pb
208Tl β- 3,053 min 4,999 208Pb
208Pb Stabila

Neptunia serio A=4n+1[redakti | redakti fonton]

Decay chain(4n+1,Neptunium series).PNG
Izotopo Disfalo Duoniĝotempo Energio de disfalo, MeV Produkto de disfalo
249Cf α 351 a 5,813+0,388 245Cm
245Cm α 8500 a 5,362+0,175 241Pu
241Pu β- 14,4 a 0,021 241Am
241Am α 432,7 a 5,638 237Np
237Np α 2,14×106 a 4,959 233Pa
233Pa β- 27,0 d 0,571 233U
233U α 1,592×105 a 4,909 229Th
229Th α 7,54×104 a 5,168 225Ra
225Ra β- 14,9 d 0,36 225Ac
225Ac α 10,0 d 5,935 221Fr
221Fr α 4,8 min 6,3 217At
217At α 32 ms 7,0 213Bi
213Bi α 46,5 min 5,87 209Tl
209Tl β- 2,2 min 3,99 209Pb
209Pb β- 3,25 h 0,644 209Bi
209Bi α 19×1018 a 3,14 205Tl
205Tl Stabila

Radiuma serio A=4n+2[redakti | redakti fonton]

Decay chain(4n+2, Uranium series).svg

Pli ampleksa grafikaĵo

Izotopo Disfalo Duoniĝotempo Energio de disfalo, MeV Produkto de disfalo
238U α 4,468×109 a 4,270 234Th
234Th β- 24,10 d 0,273 234Pa
234Pa β- 6,70 h 2,197 234U
234U α 245500 a 4,859 230Th
230Th α 75380 a 4,770 226Ra
226Ra α 1602 a 4,871 222Rn
222Rn α 3,8235 d 5,590 218Po
218Po α 99,98 %
β- 0,02 %
3,10 min 6,115
0,265
214Pb
218At
218At α 99,90 %
β- 0,10 %
1,5 s 6,874
2,883
214Bi
218Rn
218Rn α 35 ms 7,263 214Po
214Pb β- 26,8 min 1,024 214Bi
214Bi β- 99,98 %
α 0,02 %
19,9 min 3,272
5,617
214Po
210Tl
214Po α 0,1643 ms 7,883 210Pb
210Tl β- 1,30 min 5,484 210Pb
210Pb β- 22,3 a 0,064 210Bi
210Bi β- 99,99987%
α 0,00013%
5,013 d 1,426
5,982
210Po
206Tl
210Po α 138,376 d 5,407 206Pb
206Tl β- 4,199 min 1,533 206Pb
206Pb Stabila

Aktinia serio A=4n+3[redakti | redakti fonton]

Szereg promieniotwórczy uranowo-aktynowy.svg
Izotopo Disfalo Duoniĝotempo Energio de disfalo, MeV Produkto de disfalo
239Pu α 2,41×104 a 5,244 235U
235U α 7,04×108 a 4,678 231Th
231Th β- 25,52 h 0,391 231Pa
231Pa α 32760 a 5,150 227Ac
227Ac β- 98,62%
α 1,38%
21,772 a 0,045
5,042
227Th
223Fr
227Th α 18,68 d 6,147 223Ra
223Fr β- 22,00 min 1,149 223Ra
223Ra α 11,43 d 5,979 219Rn
219Rn α 3,96 s 6,946 215Po
215Po α 99,99977%
β- 0,00023%
1,781 ms 7,527
0,715
211Pb
215At
215At α 0,1 ms 8,178 211Bi
211Pb β- 36,1 min 1,367 211Bi
211Bi α 99,724%
β- 0,276%
2,14 min 6,751
0,575
207Tl
211Po
211Po α 516 ms 7,595 207Pb
207Tl β- 4,77 min 1,418 207Pb
207Pb Stabila

Historiaj nomoj de izotopoj[redakti | redakti fonton]

En la tabelo pli sube estas donitaj la historiaj nomoj de la nature okazantaj izotopoj. Ĉi tiuj nomoj estis uzataj kiam la disfalaj ĉenoj estis unue esploritaj. De ĉi tiuj nomoj onu povas konkludi la apartan ĉenon al kiu la izotopo apartenas. Ankaŭ, la nomoj havas similecojn: ekzemple, ĉiuj el Tn, Rn, An estas inertaj gasoj.

Izotopo
238U U Uran
235U AcU Actinuran
234U UII Uran II
234Pa UZ Uran Z
234mPa Ŭ2 Uran X2
234Th Ŭ1 Uran X1
231Th UY Uran Y
230Th IO Ionium
228Th RdTh Radiothor
228Ac MsTh2 Mesothor 2
228Ra MsTh1 Mesothor 1
227Th RdAc Radioactinium
226Ra Ra Radium
224Ra Thorium X
223Ra Actinium X
223Fr AcK Actinium K
222Rn Rn Radon
220Rn Tn Thoron
219Rn An Actinon
218Po RaA Radium A
216Po ThA Thorium A
215Po AcA Actinium A
214Po RaC' Radium C'
214Bi RaC Radium C
214Pb RaB Radium B
212Po ThC' Thorium C'
212Bi ThC Thorium C
212Pb ThB Thorium B
211Bi AcC Actinium C
211Po AcC' Actinium C'
211Pb AcB Actinium B
210Po RaF Radium F
210Bi RaE Radium E
210Pb RaD Radium D
210Tl RaC" Radium C"
208Tl ThC" Thorium C"
207Tl AcC" Actinium C"

Beto-disfalaj ĉenoj[redakti | redakti fonton]

Beto-disfalaj ĉenoj aperas en fisiaj produktoj de uranio kaj plutonio. Pro tio ke la pezaj originalaj kernoj ĉiam havas pli grandan proporcion de neŭtronoj, la kernoj produktataj en fisio preskaŭ ĉiam aperas kun neŭtrono-protona rilatumo grave pli granda ol tio kio estas stabila por ilia maso. Pro ĉi tio ili sperti multajn beto-minus-disfalojn sinsekve, ĉiufoje konvertante neŭtronon al protono. La unuaj disfaloj havas pli grandan disfalan energio kaj pli mallongan duoniĝotempon; la lastaj disfaloj povas havi malaltan disfalan energion aŭ longan duoniĝotempon.

Ekzemple, uranio-235 havas 92 protonojn kaj 143 neŭtronojn. Fisio prenas plian neŭtronon, tiam produktas du aŭ tri pliajn neŭtronojn; estu ekzemple 92 protonoj kaj 142 neŭtronoj estas haveblaj por la du fisiaj produktoj. Supozu ekzemple ke ili havi mason 99 kun 39 protonoj kaj 60 neŭtronoj (itrio-99), kaj mason 135 kun 53 protonoj kaj 82 neŭtronoj (jodo-135); tiam la disfalaj ĉenoj estas:

Izotopo Duoniĝotempo
99Y 1,470(7) s
99Zr 2,1(1) s
99Nb 15,0(2) s
99Mo 2,7489(6) d
99Tc 2,111(12)×105 a
99Ru Stabila
Izotopo Duoniĝotempo
135I 6,57(2) h
135Xe 9,14(2) h
135Cs 2,3(3)×106 a
135Ba Stabila

Vidu ankaŭ[redakti | redakti fonton]

Eksteraj ligiloj[redakti | redakti fonton]