Qu’est-ce que la série Uranium – Définition

La série de l’uranium, également connue sous le nom de série du radium, est l’une des trois séries ou cascades radioactives classiques commençant par l’uranium-238 d’origine naturelle. Dosimétrie des rayonnements

série uranium - chaîne de désintégrationLa série de l’uranium , également connue sous le nom de série du radium, est l’une des trois séries radioactives classiques commençant par l’ uranium 238 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 d’uranium, le noyau stable est le plomb-206.

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 d’uranium est connue sous le nom de série 4n + 2 .

L’ énergie totale libérée de l’uranium-238 en plomb-206, y compris l’énergie perdue par les neutrinos , est de 51,7 MeV.

Uranium Series et Uranium-234

L’isotope de l’ uranium-234 fait partie de cette série. Cet isotope a une demi-vie de seulement 2,46 × 10 5 ans et n’appartient donc pas aux nucléides primordiaux (contrairement à 235 U et 238 U ). D’autre part, cet isotope est encore présent dans la croûte terrestre, mais cela est dû au fait 234 U est un produit de désintégration indirecte de 238 U . 238 U se désintègre via la désintégration alpha en 234 U. 234U se désintègre via la désintégration alpha en 230Th, sauf une très petite fraction (de l’ordre de ppm) de noyaux qui se désintègre par fission spontanée.

Dans un échantillon naturel d’uranium, ces noyaux sont présents dans les proportions inaltérables de l’ équilibre radioactif de la filiation 238 U à raison d’ un atome de 234 U pour environ 18 500 noyaux de 238 U. Du fait de cet équilibre, ces deux les isotopes ( 238 U et 234 U) contribuent également à la radioactivité de l’uranium naturel.

Activité des échantillons naturels – Série Uranium

Principaux isotopes producteurs de chaleur.La cascade d’ uranium influence considérablement la radioactivité ( désintégrations par seconde) d’échantillons naturels et de matériaux naturels. Tous les descendants sont présents, au moins temporairement, dans tout échantillon naturel contenant de l’uranium, qu’il soit métallique, composé ou minéral. Par exemple, l’uranium 238 pur est faiblement radioactif (proportionnel à sa longue demi-vie), mais un minerai d’uranium est environ 13 fois plus radioactif que le métal uranium 238 pur en raison de ses isotopes filles (par exemple le radon, le radium, etc.) 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 de l’uranium et de ses produits de désintégration (par exemple le radon, le radium, etc.) contribue au réchauffement du cœur de la Terre.

Types de désintégration des séries d’uranium

Au sein de chaque série radioactive, il existe deux principaux modes de désintégration radioactive:

  • Pourriture 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 7 000 fois la masse de la particule bêta) et de sa charge, il ionise le matériau lourd et a une très courte portée .
  • Pourriture 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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