Die Neptunium-Reihe ist eine radioaktive Reihe, die mit Neptunium-237 beginnt. Seine Mitglieder werden künstlich durch Kernreaktionen hergestellt und treten nicht auf natürliche Weise auf, da die Halbwertszeit des am längsten lebenden Isotops in der Reihe im Vergleich zum Alter der Erde kurz ist. 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 Neptuniumreihen ist der stabile Kern Wismut-209 (mit einer Halbwertszeit von 1,9E19 Jahren) und Thallium-205.
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 Neptunium-Reihe als 4n + 1-Reihe bekannt .
Die von Neptunium-237 an Thallium-205 freigesetzte Gesamtenergie , einschließlich der an Neutrinos verlorenen Energie , beträgt 50,0 MeV.
In einer Art Rauchmelder können Sie Radionuklide aus dieser Serie treffen. Ionisationsrauchmelder verwenden normalerweise ein Radioisotop, typischerweise Americium-241 , um Luft zu ionisieren und Rauch zu erkennen. In diesem Fall zerfällt Americium-241 zu Neptunium-237 und ist tatsächlich ein Mitglied der Neptunium-Reihe.
Zerfallsarten in der Neptunium-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.
