天然放射性核素

天然放射性核素是放射性衰變系列中的核素的統稱,是地球化學和地球物理中的一個概念,指地球形成的時候就存在於地球上的放射性同位素。它們是大爆炸、超新星爆發等過程中產生的重元素,在太陽系形成之前就已經存在。原子序數大於82的天然放射性核素之所以存在於自然界是由於鈾和釷的長壽命核素不斷衰變的結果,而自然界中還存在有原子序數小於81的天然放射性核素。

​放射性衰變

自然界中天然存在某些放射性核素,它們不斷產生連續的衰變,構成放射性衰變系列。放射性衰變系列有四個:

1、以鈾-238為首至鉛-206的鈾系(4n+2)

2、以鈾-235為首至鉛-207的錒系(4n+3)

3、以釷-232為首至鉛-208的釷系(4n)

4、以鎿-237為首至鉈-205的鎿系(4n+1)

它們都有相當長的半衰期(分別為4.49×10^9年、7.13×10^8年和1.39×10^10年和2.144×10^6年)。

但因為宇宙誕生的歷史已有1.5×10^10年,所以它們還是會衰變,這就出現了其它原子序數大于82的天然放射性核素。

其它原子序數大于82的天然放射性核素有:

鉍:鉍-209(4n+1)(T1/2=1.9×10^19年)

釙:釙-208(4n)、釙-209(4n+1)、釙-210(4n+2)

砹:砹-210(4n+2)、砹-217(4n+1)

氡:氡-219(4n+3)、氡-220(4n)、氡-222(4n+2)

鈁:鈁-221(4n+1)、鈁-223(4n+3)、鈁-224(4n)

鐳:鐳-223(4n+3)、鐳-224(4n)、鐳-225(4n+1)、鐳-226(4n+2)、鐳-228(4n)

錒:錒-225(4n+1)、錒-227(4n+3)、錒-228(4n)

釷:釷-228(4n)、釷-229(4n+1)、釷-230(4n+2)、釷-231(4n+3)、釷-232(4n)、釷-234(4n+2)

鏷:鏷-231(4n+3)、鏷-233(4n+1)、鏷-234(4n+2)

鈾:鈾-232(4n)、鈾-233(4n+1)、鈾-234(4n+2)、鈾-235(4n+3)、鈾-236(4n)、鈾-238(4n+2)

鎿:鎿-237(4n+1)、鎿-239(4n+3)

鈈:鈈-238(4n+2)、鈈-239(4n+3)、鈈-244(4n)

根據它們的質量數除以4的餘數,就可以知道它們屬于上述的哪一個放射性衰變系列。

其它核素

另外,通過對可能的天然放射性系統的研究,證實周期系中的某些天然放射性核素,它們的原子序數小于81,所以不屬于上面的四個系列之內,其中包括有:

碳-14(T1/2=5.73×10^3年)

鉀-40(T1/2=1.2×10^9年)

銣-87(T1/2=6.0×10^10年)

鍀-99(T1/2=2.111×10^5年)

銦-115(T1/2=6×10^14年)

鑭-138(T1/2=1.2×10^11年)

釹-144(T1/2=2.29×10^15年)

釹-150(T1/2=6.7×10^18年)

鉕-147(T1/2=2.6234年)

釤-152(T1/2=2.5×10^11年)

銩-169(T1/2=1.74×10^16年)

鑥-176(T1/2=2.4×10^10年)

錸-187(T1/2=4×10^12年)

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