Radioaktive serier

23 februar 2017

I mange tilfeller vil de nye grunnstoffene som oppstår etter en radioaktiv reaksjon også selv være radioaktive, og slik vil det fortsette helt til sluttproduktet er en stabil kjerne. Dette kan resultere i en ganske komplekse kjede av sundfall som kalles for en radioaktiv serie. I naturen finnes det fire tunge grunnstoff som gir opphav til hver sin serie. Det er en serie som startet med  U-235 og ender på Pb-207. En annen starter med Th-232 og ender på Pb-208. En tredje starter med U-238 og ender med Pb-206. Alle disse ender altså på bly. Det finnes også en fjerde serie, men der har stoffene så korte halveringstider at det ikke finnes noe igjen av den. Denne serien starter med Np-237 og ender på Bi-209.

U-238 -> Th-234 + alfa Th-234 -> Pa-234 + beta Pa-234 -> U-234 + beta U-234 -> Th-230 + alfa Th-230 -> Ra-226 + alfa Ra-226 -> Rn-222 + alfa Rn-222 -> Po-218 + alfa Po-218 -> Pb-214 + alfa Pb-214 -> Bi-214 + beta Bi-214 -> Po-214 + beta ELLER -> Ti-210 + alfa Po-214 -> Pb-210 + alfa Ti-210 -> Pb-210 + beta Pb-210 -> Bi-210 + beta Bi-210 -> Po-210 + beta Po-210 -> Pb-206 + alfa Pb-206 STABIL

Dette diagrammet viser hvilke grunnstoff som er med i U-238-serien. Den horisontale aksen er atomnummeret Z, og den vertikale aksen er nukleontallet. Vi starter i øvre høyre hjørne med uran-238 som har 92 protoner, og så fortsetter vi nedover langs pilene. Rød pil betyr alfa-decay, dvs usending av en heliumkjerne. Det medfører at rest-kjernen ligger fire steg ned på diagrammet (A->A-4), og to steg til venstre (Z->Z-2). Blå  pil betyr beta-decay, dvs. utsending av et elektron, og det medfører at restkjernen ligger et steg til høyre på diagrammet. (Z->Z+1)

Legg merke til at nukliden Bi-214 kan gå både til Po-214 via beta-decay og til Ti-210 via alfa-decay.

På grunn av ulike halveringstider vil en prøve med radioaktivt mineral inneholde en blanding av alle stoffene i serien, og alltid sammen med bly. Ved å måle andelen av bly i mineralet kan vi da beregne hvor gammelt det er.

Lenker

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/nuclear/radser.html