Radioaktivní řada
Dlouhá radioaktivní řada
Tento diagram mapuje cestu na mapě jádra rozpadového řetězce uranu 238. Uran 238 se rozpadá na dvě části. Rozpad alfa způsobuje snížení počtu protonů a neutronů o 2, zatímco rozpad beta snižuje počet neutronů o 1 a zvyšuje počet protonů o 1. Nestabilita způsobená rozpadem alfa je korigována případným rozpadem beta, což vede ke stabilnímu jádru olova 206 s 82 protony a 124 neutrony.
IN2P3Na Zemi je stále přítomno určité množství přírodních radioaktivních jader, i když jejich poločasy rozpadu jsou ve srovnání se stářím naší planety mimořádně krátké. Tyto radioizotopy jsou potomky tří těžkých jader s velmi dlouhým poločasem rozpadu: uranu 235 (s poločasem rozpadu 0,7 miliardy let), uranu 238 (který žije 4,47 miliardy let) a thoria 232 (s poločasem rozpadu 14,0 miliardy let).
Všichni tito tři „patriarchové“, abychom rozšířili metaforu radioaktivní rodiny, byli přítomni v protohvězdě: mračnu, které nakonec zkondenzovalo a vytvořilo naše Slunce, Zemi a planety. Každý z těchto tří prvků je předkem samostatné rodiny přírodních radioaktivních prvků, z nichž asi nejdůležitější je uran 238.
Jádro uranu 238 se rozpadá emisí alfa za vzniku dceřiného jádra, thoria 234.
Jádro uranu 238 se rozpadá za vzniku dceřiného jádra. Toto thorium se zase přeměňuje na protaktinium 234 a následně prochází beta negativním rozpadem za vzniku uranu 234. Uran 234 se rozpadá na dvě jádra. Tento poslední izotop se pomalu mění (s poločasem rozpadu 245 000 let) na thorium 230, další nestabilní jádro.
Každý takový rozpadový řetězec je zastaven pouze vznikem stabilního jádra. K tomu dochází u čtrnácté generace rodiny uranu 238, kdy nakonec vzniká olovo 206. Další dvě rodiny, rodiny vzniklé z uranu 235 a thoria 232, končí vznikem olova 207, respektive olova 208, dvou dalších stabilních izotopů olova.
Zjednodušená radioaktivní linie uranu 238. Postupné rozpady s drasticky odlišnými poločasy rozpadu mění základní strukturu jádra, a tedy i atomu. Celkový počet nukleonů se sníží o 4, když jádro vyzáří částici alfa, a nezmění se, když dojde k negativní emisi beta.
IN2P3Všechny poločasy rozpadu jsou extrémně proměnlivé a je obtížné znázornit rozsah časových škál od jednotlivých sekund až po miliardy let. V tomto smyslu se linie jádra podobá toku vody přes hory a pláně: na jednom místě je přívalová a na jiném se líně klikatí.
Jak je pro nejtěžší jádra obvyklé, ve všech třech rozpadových řetězcích je zvláště častý rozpad alfa. Při každé emisi dochází ke ztrátě dvou protonů a dvou neutronů, avšak poměr neutronů : protonům se zvyšuje, jak postupujeme po rodokmenu dolů. V důsledku toho je k vyrovnání poměru zapotřebí rozpad beta. Například v rodokmenu uranu 238 po prvním rozpadu alfa následují dva po sobě jdoucí rozpady beta, při nichž se jádro thoria 234 přemění na jádro uranu 234. V tomto případě se jedná o rozpad alfa.
Rozpad alfa způsobuje ztrátu čtyř nukleonů, zatímco rozpad beta nemá na počet přítomných nukleonů žádný vliv. Proto mají potomci jader vždy o násobek čtyř nukleonů méně než jejich předci: jak je vidět u uranu 238.
Dráha potomka jádra uranu 238 na mapě nuklidů zobrazující údolí stability. Na této trase emise alfa zmenšují velikost jádra, emise beta korigují přebytek neutronů. Trvá miliardy let, než jádro uranu-238 dosáhne terminálu, stabilního jádra olova-206.
CEA-IRFUPříslušníci rodiny uranu 238 tedy mají 4n+2 nukleony, zatímco rodina uranu 235 má 4n+3 a rodina thoria 232 má 4n nukleonů. V zásadě by měla existovat i čtvrtá (4n+1) rodina, ale její předek, neptun 237, má relativně „krátký“ poločas rozpadu 2,14 milionu let. V důsledku toho měla tato rodina od nukleosyntézy neptunia 237 v jádrech hvězd, které předcházely našemu Slunci, dost času na to, aby zanikla.
Přístup na stránku ve francouzštině