Was ist Uran-Radium-Reihe – Definition

Die Uran-Radium-Reihe ist eine von drei klassischen radioaktiven Reihen, die mit natürlich vorkommendem Uran-238 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 Uranreihen ist der stabile Kern Blei-206.

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. Als Ergebnis der Uran – Serie ist bekannt als die 4n + 2 – Serie .

Die Gesamtenergie, die von Uran-238 an Blei-206 freigesetzt wird, einschließlich der an Neutrinos verlorenen Energie , beträgt 51,7 MeV.

Uran-Radium-Reihe und Uran-234

Das Isotop von Uran-234 ist ein Mitglied dieser Reihe. Dieses Isotop hat eine Halbwertszeit von nur 2,46 × 10 ⁵ Jahren und gehört daher nicht zu den Urnukliden (im Gegensatz zu ²³⁵ U und ²³⁸ U ). Andererseits ist dieses Isotop immer noch in der Erdkruste vorhanden, was jedoch darauf zurückzuführen ist, dass ²³⁴ U ein indirektes Zerfallsprodukt von ²³⁸ U ist . ²³⁸ U zerfällt über Alpha-Zerfall in ²³⁴ U. ²³⁴U zerfällt durch Alpha-Zerfall in 230Th, mit Ausnahme eines sehr kleinen Anteils (in der Größenordnung von ppm) von Kernen, der durch spontane Spaltung zerfällt.

In einer natürlichen Uranprobe liegen diese Kerne in unveränderlichen Anteilen des radioaktiven Gleichgewichts der ²³⁸ U-Filiation in einem Verhältnis von einem Atom von ²³⁴ U für etwa 18 500 Kerne von ²³⁸ U vor. Als Ergebnis dieses Gleichgewichts sind diese beiden Isotope ( ²³⁸ U und ²³⁴ U) tragen gleichermaßen zur Radioaktivität von natürlichem Uran bei.

Aktivität natürlicher Proben – Uranreihe

Die Uran-Radium-Reihe beeinflusst die Radioaktivität von natürlichen Proben und natürlichen Materialien. Alle Nachkommen 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-Radium-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.