La série du thorium est l’une des trois séries radioactives classiques commençant par le thorium-232 naturel . Cette chaîne de désintégration radioactive se compose de noyaux atomiques lourds instables qui se désintègrent à travers une séquence de désintégrations alpha et bêta jusqu’à ce qu’un noyau stable soit atteint. Dans le cas des séries de thorium, le noyau stable est le plomb-208.
Comme la désintégration alpha représente la désintégration d’un noyau parent à une fille par l’émission du noyau d’un atome d’hélium (qui contient quatre nucléons), il n’y a que quatre séries de désintégration. Dans chaque série, par conséquent, le nombre de masse des membres peut être exprimé comme quatre fois un entier approprié (n) plus la constante pour cette série. En conséquence, la série thorium est connue sous le nom de série 4n .
L’ énergie totale libérée du thorium 232 au plomb 208, y compris l’énergie perdue par les neutrinos , est de 42,6 MeV.
Activité des échantillons naturels – Série Thorium
La cascade de thorium influence de manière significative la radioactivité ( désintégrations par seconde ) des échantillons naturels et des matériaux naturels. Tous les descendants sont présents, au moins de manière transitoire, dans tout échantillon naturel contenant du thorium, qu’il soit métallique, composé ou minéral. Par exemple, du thorium-232 purest faiblement radioactif (proportionnel à sa longue demi-vie), mais un minerai de thorium est environ 10 fois plus radioactif que le thorium-232 pur en raison de ses isotopes filles (par exemple le radon, le radium, etc.) qu’il contient. Non seulement les isotopes du radium instables sont d’importants émetteurs de radioactivité, mais en tant que prochaine étape de la chaîne de désintégration, ils génèrent également du radon, un gaz radioactif naturel lourd et inerte. De plus, la chaleur de désintégration du thorium et de ses produits de désintégration (par exemple le radon, le radium, etc.) contribue au réchauffement du cœur de la Terre. Avec l’uranium et le potassium-40 dans le manteau terrestre, on pense que ces éléments sont la principale source de chaleur qui maintient le liquide central de la Terre.
Types de désintégration dans la série Thorium
Au sein de chaque série radioactive, il existe deux principaux modes de désintégration radioactive:
- Radioactivité alpha . La désintégration alpha représente la désintégration d’un noyau parent à une fille par l’émission du noyau d’un atome d’hélium. Les particules alpha se composent de deux protons et de deux neutrons liés ensemble en une particule identique à un noyau d’hélium. En raison de sa très grande masse (plus de 7000 fois la masse de la particule bêta) et de sa charge, il ionise le matériau lourd et a une très courte portée .
- Radioactivité bêta . La désintégration bêta ou la désintégration β représente la désintégration d’un noyau parent à une fille par l’émission de la particule bêta. Les particules bêta sont des électrons ou des positons à haute énergie et à grande vitesse émis par certains types de noyaux radioactifs tels que le potassium-40. Les particules bêta ont une plus grande plage de pénétration que les particules alpha, mais encore beaucoup moins que les rayons gamma. Les particules bêta émises sont une forme de rayonnement ionisant également connu sous le nom de rayons bêta. La production de particules bêta est appelée désintégration bêta.
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