关于放射系介绍

[拼音]：fangshexi

[外文]：radioactive series

重放射性核素的递次衰变系列。它包括三个天然放射系和一个人工放射系。

自然界存在三个天然放射系，其母核半衰期都很长，和地球年龄（约109年）相近或大于地球年龄，因而经过漫长的地质年代后还能保存下来。它们的成员大多具有α放射性，少数具有β-放射性，一般都伴随有γ辐射，但没有一个具有 β+放射性或轨道电子俘获的。每个放射系从母核开始，经过至少10次连续衰变，最后达到稳定的铅同位素。

从232Th开始，经过10次连续衰变，最后到稳定核素241Pb。该系成员的质量数A都是4的整倍数，A=4n，所以钍系也叫4n系。母核232TH的半衰期为 1.41×1010年。子核半衰期最长的是228Ra，其值为5.76年。所以，钍系建立起长期平衡，需要几十年时间。

从238U开始，经过14次连续衰变，最后到稳定核素206Pb。该系成员的质量数A 都是4的整倍数加2，A＝4n+2，所以铀系也叫4n+2系。母核238U的半衰期为4.468×109年。子核半衰期最长的是234U，其值为2.45×105年。所以，铀系建立起长期平衡，需要几百万年的时间。

从225U开始，经过11次连续衰变，最后到稳定核素207Pb。由于235U俗称锕铀，因而该系称为锕系。该系成员的质量数A都是4的整倍数加3，A=4n+3，所以锕系也叫 4n+3系。母核235U的半衰期为7.038×108年。子核半衰期最长的是 231Pa，其值为3.28×104年，所以，锕系建立起长期平衡，需要几十万年的时间。

除了上述三个天然放射系之外，还有用核反应方法合成的一个人工放射系──镎系。

该系母体通常是238Pu。把 238U放在反应堆中照射。连续俘获3个中子，变成238U，再经过两次β-衰变，便得到238Pu。238Pu的半衰期是14.4年，经过13次衰变到209Bi。在这个放射系中237Np的半衰期最长，为2.14×106年，所以这个系称为镎系。该系成员的质量数A都是4的整倍数加1，A＝4n+1，因此也叫4n+1系。

以上四个放射系的有关数据和衰变过程如图所示。

除了这四个放射系以外，核裂变碎片也往往形成递次衰变的放射系。例如，

由于可利用的裂变碎片都是人工产生的，所以裂变碎片放射系（也叫裂变碎片链）都属于人工放射系。

参考书目

1. 卢希庭主编：《原子核物理》，原子能出版社，北京，1981。
2. P. Marmier， E. Sheldon， Physics of Nuclei and particles， Academic Press， New York and London， 1969.
3. E. Segrè， Nuclei and particles，2nd ed.， W.A.Benjamin， Reading， Mass.， 1977.