Die Uran-Actinium-Reihe ist eine von drei klassischen radioaktiven Reihen, die mit natürlich vorkommendem Uran-235 beginnen . Diese radioaktive Zerfallskette besteht aus instabilen schweren Atomkernen daß Zerfall durch eine Sequenz von alpha und beta Zerfälle , bis einem stabilen Kern erreicht wird. Im Fall von Actiniumreihen ist der stabile Kern Blei-207.
Da der Alpha-Zerfall die Auflösung eines Elternkerns zu einer Tochter durch die Emission des Kerns eines Heliumatoms (das vier Nukleonen enthält) darstellt, gibt es nur vier Zerfallsreihen. Innerhalb jeder Reihe kann daher die Massenzahl der Elemente als vierfache geeignete ganze Zahl (n) plus der Konstante für diese Reihe ausgedrückt werden. Infolgedessen ist die Uran-Actinium-Reihe als 4n + 3-Reihe bekannt .
Die Gesamtenergie, die von Uran-235 an Blei-207 freigesetzt wird, einschließlich der Energie, die an Neutrinos verloren geht, beträgt 46,4 MeV.
Aktivität natürlicher Proben – Uran-Actinium-Reihe
Die Uran-Actinium-Reihe beeinflusst die Radioaktivität natürlicher Proben und natürlicher Materialien, obwohl in diesem Fall die Aktivität natürlicher Proben hauptsächlich durch Uran-238 bestimmt wird. Uran-235 , das allein 0,72% des natürlichen Urans ausmacht, hat eine Halbwertszeit von 7,04 × 10 8 Jahren ( 6,5-mal kürzer als das Isotop 238 ) und daher ist seine Häufigkeit geringer als 238 U.(99,28%). Alle Nachkommen von Uran-235 und Uran-238 sind zumindest vorübergehend in jeder natürlichen uranhaltigen Probe vorhanden, ob Metall, Verbindung oder Mineral. Beispielsweise ist reines Uran-238 schwach radioaktiv (proportional zu seiner langen Halbwertszeit), aber ein Uranerz ist aufgrund seiner Tochterisotope (z. B. Radon, Radium usw.) etwa 13-mal radioaktiver als das reine Uran-238-Metall. es beinhaltet. Instabile Radiumisotope sind nicht nur signifikante Radioaktivitätsemitter, sondern erzeugen als nächste Stufe in der Zerfallskette auch Radon, ein schweres, inertes, natürlich vorkommendes radioaktives Gas. Darüber hinaus trägt die Zerfallswärme von Uran und seinen Zerfallsprodukten (z. B. Radon, Radium usw.) zur Erwärmung des Erdkerns bei.
Zerfallsarten in Uran-Actinium-Reihe
Innerhalb jeder radioaktiven Serie gibt es zwei Hauptmodi des radioaktiven Zerfalls:
- Alpha-Zerfall . Der Alpha-Zerfall repräsentiert den Zerfall eines Elternkerns zu einer Tochter durch die Emission des Kerns eines Heliumatoms. Alpha-Teilchen bestehen aus zwei Protonen und zwei Neutronen , die zu einem Teilchen zusammengebunden sind, das mit einem Heliumkern identisch ist. Aufgrund seiner sehr großen Masse (mehr als das 7000-fache der Masse des Beta-Partikels) und seiner Ladung ionisiert es das Material schwer und hat eine sehr kurze Reichweite .
- Beta-Zerfall . Der Beta-Zerfall oder β-Zerfall repräsentiert den Zerfall eines Elternkerns zu einer Tochter durch die Emission des Beta-Partikels. Beta-Teilchen sind energiereiche Hochgeschwindigkeitselektronen oder Positronen, die von bestimmten Arten radioaktiver Kerne wie Kalium-40 emittiert werden. Die Beta-Partikel haben einen größeren Durchdringungsbereich als Alpha-Partikel, aber immer noch viel weniger als Gammastrahlen. Die emittierten Beta-Partikel sind eine Form ionisierender Strahlung, die auch als Beta-Strahlen bezeichnet wird. Die Produktion von Beta-Partikeln wird als Beta-Zerfall bezeichnet.