O que é a série de urânio – definição

A série de urânio , também conhecida como série de rádio, é uma das três séries radioativas clássicas que começam com o urânio-238 que ocorre naturalmente . Essa cadeia de decaimento radioativo consiste em núcleos atômicos pesados ​​e instáveis, que decaem através de uma sequência de decaimentos alfa e beta até que um núcleo estável seja alcançado. No caso de séries de urânio, o núcleo estável é o chumbo-206.

Como o decaimento alfa representa a desintegração de um núcleo pai para uma filha através da emissão do núcleo de um átomo de hélio (que contém quatro núcleons), existem apenas quatro séries de decaimento. Dentro de cada série, portanto, o número de massa dos membros pode ser expresso como quatro vezes um número inteiro apropriado (n) mais a constante para essa série. Como resultado, a série de urânio é conhecida como série 4n + 2 .

A energia total liberada do urânio-238 para o chumbo-206, incluindo a energia perdida para os neutrinos , é de 51,7 MeV.

Série de urânio e urânio-234

O isótopo de urânio-234 é um membro desta série. Esse isótopo tem meia-vida de apenas 2,46 × 10 ⁵ anos e, portanto, não pertence a nuclídeos primordiais (ao contrário de ²³⁵ U e ²³⁸ U ). Por outro lado, este isótopo ainda está presente na crosta terrestre, mas isso é devido ao fato de ²³⁴ U é um produto de decaimento indireta de ²³⁸ U . ²³⁸ U decai através de decaimento alfa em ²³⁴ U. ²³⁴U decai por decaimento alfa em 230Th, exceto uma fração muito pequena (da ordem de ppm) de núcleos que decai por fissão espontânea.

Em uma amostra natural de urânio, esses núcleos estão presentes nas proporções inalteráveis ​​do equilíbrio radioativo da filiação de ²³⁸ U na proporção de um átomo de ²³⁴ U para cerca de 18 500 núcleos de ²³⁸ U. Como resultado desse equilíbrio, esses dois os isótopos ( ²³⁸ U e ²³⁴ U) contribuem igualmente para a radioatividade do urânio natural.

Atividade de Amostras Naturais – Série de Urânio

A cascata de urânio influencia significativamente a radioatividade ( desintegrações por segundo) de amostras e materiais naturais. Todos os descendentes estão presentes, pelo menos transitoriamente, em qualquer amostra natural contendo urânio, seja metal, composto ou mineral. Por exemplo, o urânio puro-238 é fracamente radioativo (proporcional à sua meia-vida longa), mas um minério de urânio é cerca de 13 vezes mais radioativo que o metal puro-urânio-238 por causa de seus isótopos filhos (por exemplo, radônio, rádio, etc.) contém. Os isótopos de rádio instáveis ​​não são apenas emissores significativos de radioatividade, mas, como estágio seguinte da cadeia de decaimento, eles também geram radônio, um gás radioativo pesado, inerte e de ocorrência natural. Além disso, o calor em decomposição do urânio e seus produtos (como o rádon, o rádio, etc.) contribuem para o aquecimento do núcleo da Terra.

Tipos de decomposição na série de urânio

Dentro de cada série radioativa, existem dois modos principais de decaimento radioativo:

• Decaimento alfa . O decaimento alfa representa a desintegração de um núcleo pai para uma filha através da emissão do núcleo de um átomo de hélio. As partículas alfa consistem em dois prótons e dois nêutrons unidos em uma partícula idêntica a um núcleo de hélio. Devido à sua massa muito grande (mais de 7000 vezes a massa da partícula beta) e à sua carga, ela ioniza material pesado e tem um alcance muito curto .
• Decaimento beta . Decaimento beta ou decaimento β representa a desintegração de um núcleo parental para uma filha através da emissão da partícula beta. As partículas beta são elétrons ou pósitrons de alta energia e alta velocidade emitidos por certos tipos de núcleos radioativos, como o potássio-40. As partículas beta têm maior alcance de penetração do que as partículas alfa, mas ainda muito menos que os raios gama. As partículas beta emitidas são uma forma de radiação ionizante, também conhecida como raios beta. A produção de partículas beta é denominada decaimento beta.