რადიოაქტიური მწკრივები

რადიოაქტიური მწკრივები, რადიოაქტიური რიგები, რადიოაქტიური ოჯახები — გენეტიკურად ერთმანეთთან დაკავშირებული რადიოაქტიური იზოტოპების ჯგუფები, რომლებშიც ყოველი მომდევო წევრი წარმოქმნილია წინა წევრისაგან მისი ალფა-დაშლის ან ბეტა-დაშლის შედეგად. ყოველი რადიოაქტიური მწკრივი იწყება ყველაზე უფრო დიდი ნახევრად დაშლის პერიოდის (T_1/2) მქონე საწყისი იზოტოპით და მთავრდება მდგრადი იზოტოპით.

თუ ბირთვი ასხივებს $\alpha$ -ნაწილაკებს, მაშინ მისი მუხტი (Z) მცირდება 2-ით, ხოლო მასური რიცხვი (A) — 4-ით. $\beta$ -ნაწილაკების გამოსხივებისას Z დიდდება 1-ით, ხოლო A არ იცვლება. თუ მოცემული იზოტოპის მასური რიცხვი იყოფა უნაშთოდ 4-ზე, მაშინ ასეთი მასური რიცხვი შეიძლება გამოვსახოთ ზოგადი ფორმულით 4n (სადაც n მთელი რიცხვია). იმ შემთხვევაში, თუ 4-ზე გაყოფისას გვრჩება ნაშთში 1, 2, 3, მაშნ მასური რიცხვების ზოგადი ფორმულები, შეიძლება ასე ჩაიწეროს: 4n+1, 4n+2, 4n+3. ამ ფორმულების შესაბამისად განასხვავებენ 4 რადიოაქტიულ მწკრივს, რომელთა საწყისი იზოტოპებია: ${\ce {^{232}_{90}Th}}$ (მწკრივი 4n), ${\ce {^{237}_{93}Np}}$ (4n+1), ${\ce {^{238}_{92}U}}$ (4n+2) და ${\ce {^{235}_{92}U}}$ (4n+3).

რადიოაქტიური მწკრივებს მათი საწყისი იზოტოპების სახელის მიხედვით უწოდებენ: თორიუმის, ნეპტუნიუმის, ურანის ( ${\ce {^{238}U}}$ ) და აქტინოურანის ( ${\ce {^{245}U}}$ ) რადიოაქტიურ მწკრივებს. ზოგჯერ ${\ce {^{238}U}}$ მწკრივს უწოდებენ ურან-რადიუმის მწკრივს. ცხადია, რომ რადიოაქტიური იზოტოპები შედის მხოლოდ ერთ გარკვეულ რადიოაქტიურ მწკრივში. ბუნებაში არსებობს თორიუმის, აქტინოურანისა და ურან-რადიუმის (ბუნებრივი რადიოაქტიური) მწკრივები. ეს დაკავშირებულია იმასთან, რომ მათი ნახევრად დაშლის პერიოდი ${\ce {^{232}Th}}$ (T_1/2=7010141000000000000♠1.41×10¹⁰ წ), ${\ce {^{235}U}}$ (T_1/2=7008713000000000000♠7.13×10⁸ წ) და ${\ce {^{238}U}}$ (T_1/2=7009451000000000000♠4.51×10⁹ წ) დედამიწის ასაკის თანაზომადია. ბუნებრივი რადიოაქტიური მწკრივები მთავრდება ტყვიის მდგრადი იზოტოპებით ${\ce {^{206}_{82}Pb}}$ , ${\ce {^{207}Pb}}$ და ${\ce {^{208}Pb}}$ .

ნეპტუნიუმის ${\ce {^{237}Np}}$ ნახევრად დაშლის პერიოდი (T_1/2) 7006214000000000000♠2.14×10⁶ წელს. ამის გამო, ნეპტუნიუმი და მისი რადიოაქტიური მწკრივის წევრები ბუნებაში არ მოიპოვება. ყველა ისინი მიღებულნი არიან ხელოვნურად გ. სიბორგის და სხვათა მიერ. ${\ce {^{237}Np}}$ მწკრივი მთავრდება ${\ce {^{209}_{83}Bi}}$ მდგრადი იზოტოპით. ყოველი რადიოაქტიური წკრივი შეიცავს, როგორც დიდი სიცოცხლის მქონე, ასევე მცირე სიცოცხლის მქონე იზოტოპებს.

ბუნებრივი რადიოაქტიური მწკრივის წევრთა უმრავლესობას აქვს სპეციალური სახელწოდება და სიმბოლო, მაგალითად იზოტოპს ${\ce {^{230}Th}}$ ეწოდება იონიუმი (სიმბოლო ${\ce {Io}}$ ) და ასე შემდეგ. ეს სახელწოდებები წარმოიშვა ისტორიულად იზოტოპის ცნების შემოტანამდე.

ზოგიერთი იზოტოპი (რადიოაქტიური მწკრივების წევრები) იშლება არა ერთი გზით (α- ან β-დაშლა), არამედ — ორით. ასეთი იზოტოპების ბირთვები ერთ შემთხვევაში გამოასხივებენ α-ნაწილაკს, ხოლო მეორე შემთხვევაში — β-ნაწილაკს. მაგალითად, ${\ce {^{227}_{89}Ac}}$ აქტინო ურანის მწკრივში 1000-დან 988 შემთხვევაში განიცდის α-დაშლას, ხოლო 12 შემთხვევაში — β-დაშლას, თითოეული გზის მიხედვით დაშლის ალბათობა (%-ში) ნაჩვენებია ისრების გვერდით მდებარე რიცხვებით.

თორიუმის მწკრივი

${\ce {^{232}Th}}$ -ის 4n მწკრივს ასევე უწოდებენ „თორიუმის რიგს“ ან „თორიუმის ოჯახს“. როგორც წესი ${\ce {^{232}Th}}$ -ით დაწყებული, ეს სერია მოიცავს შემდეგ ელემენტებს: აქტინიუმი, ბისმუტი, ტყვია, პოლონიუმი, რადიუმი, რადონი და ტალიუმი. ყველა იმყოფება, ყოველ შემთხვევაში დროებით, ნებისმიერ ბუნებრივ თორიუმის შემცველ ნიმუშში, იქნება ეს ლითონი, ნაერთი თუ მინერალი. მწკრივი მთავრდება ${\ce {^{208}Pb}}$ -ით.

ნუკლიდი	ისტორიული სახელი (მოკლე)	ისტორიული სახელი (გრძელი)	დაშლის ტიპი	ნახევრად დაშლის პერიოდი (a=წელი)	წარმოებული ენერგია, MeV	დაშლის შედეგად წაროქმნილი ელემენტი
²⁵²Cf			α	2.645 a	6.1181	²⁴⁸Cm
²⁴⁸Cm			α	3.4×10⁵ a	5.162	²⁴⁴Pu
²⁴⁴Pu			α	8×10⁷ a	4.589	²⁴⁰U
²⁴⁰U			β⁻	14.1 h	.39	²⁴⁰Np
²⁴⁰Np			β⁻	1.032 h	2.2	²⁴⁰Pu
²⁴⁰Pu			α	6561 a	5.1683	²³⁶U
²³⁶U		Thoruranium	α	2.3×10⁷ a	4.494	²³²Th
²³²Th	Th	Thorium	α	1.405×10¹⁰ a	4.081	²²⁸Ra
²²⁸Ra	MsTh₁	Mesothorium 1	β⁻	5.75 a	0.046	²²⁸Ac
²²⁸Ac	MsTh₂	Mesothorium 2	β⁻	6.25 h	2.124	²²⁸Th
²²⁸Th	RdTh	Radiothorium	α	1.9116 a	5.520	²²⁴Ra
²²⁴Ra	ThX	Thorium X	α	3.6319 d	5.789	²²⁰Rn
²²⁰Rn	Tn	Thoron, Thorium Emanation	α	55.6 s	6.404	²¹⁶Po
²¹⁶Po	ThA	Thorium A	α	0.145 s	6.906	²¹²Pb
²¹²Pb	ThB	Thorium B	β⁻	10.64 h	0.570	²¹²Bi
²¹²Bi	ThC	Thorium C	β⁻ 64.06% α 35.94%	60.55 min	2.252 6.208	²¹²Po ²⁰⁸Tl
²¹²Po	ThC′	Thorium C′	α	299 ns	8.784	²⁰⁸Pb
²⁰⁸Tl	ThC″	Thorium C″	β⁻	3.053 min	1.803	²⁰⁸Pb
²⁰⁸Pb	ThD	Thorium D	stable	.	.	.

ნეპტუნიუმის მწკრივი

${\ce {^{237}Np}}$ -ის 4n + 1 მწკრივს ასევე უწოდებენ „ნეპტუნიუმის რიგს“ ან „ნეპტუნიუმის ოჯახს“. ამ მწკრივში ჩართული იზოტოპებიდან მხოლოდ ორი გვხვდება ბუნებრივად მნიშვნელოვანი რაოდენობით, კერძოდ, ბოლო ორი: ${\ce {^{209}Bi}}$ და ${\ce {^{205}Tl}}$ . ზოგიერთი სხვა იზოტოპი აღმოჩენილია ბუნებაში, რომლებიც წარმოიქმნება ${\ce {^{237}Np}}$ -ის კვალი რაოდენობით, რომელიც წარმოიქმნება (n,2n) ნოკაუტ რეაქციით პირველყოფილ ${\ce {^{238}U}}$ -ში.

ნუკლიდი	დაშლის ტიპი	ნახევრად დაშლის პერიოდი (a=წელი)	წარმოებული ენერგია, MeV	დაშლის შედეგად წაროქმნილი ელემენტი
²⁴⁹Cf	α	351 a	5.813+.388	²⁴⁵Cm
²⁴⁵Cm	α	8500 a	5.362+.175	²⁴¹Pu
²⁴¹Pu	β⁻	14.4 a	0.021	²⁴¹Am
²⁴¹Am	α	432.7 a	5.638	²³⁷Np
²³⁷Np	α	2.14·10⁶ a	4.959	²³³Pa
²³³Pa	β⁻	27.0 d	0.571	²³³U
²³³U	α	1.592·10⁵ a	4.909	²²⁹Th
²²⁹Th	α	7340 a	5.168	²²⁵Ra
²²⁵Ra	β⁻	14.9 d	0.36	²²⁵Ac
²²⁵Ac	α	10.0 d	5.935	²²¹Fr
²²¹Fr	α 99.9952% β⁻ 0.0048%	4.8 min	6.3 0.314	²¹⁷At ²²¹Ra
²²¹Ra	α	28 s	6.9	²¹⁷Rn
²¹⁷At	α 99.992% β⁻ 0.008%	32 ms	7.0 0.737	²¹³Bi ²¹⁷Rn
²¹⁷Rn	α	540 μs	7.9	²¹³Po
²¹³Bi	β⁻ 97.80% α 2.20%	46.5 min	1.423 5.87	²¹³Po ²⁰⁹Tl
²¹³Po	α	3.72 μs	8.536	²⁰⁹Pb
²⁰⁹Tl	β⁻	2.2 min	3.99	²⁰⁹Pb
²⁰⁹Pb	β⁻	3.25 h	0.644	²⁰⁹Bi
²⁰⁹Bi	α	1.9·10¹⁹ a	3.137	²⁰⁵Tl
²⁰⁵Tl	.	stable	.	.

ურანის მწკრივი

${\ce {^{238}U}}$ -ის 4n + 2 მწკრივს ასევე უწოდებენ „ურან-რადიუმის რიგს“ ან „რადიუმის რიგს“. ბუნებრივად არსებული ${\ce {^{238}U}}$ -ით დაწყებული, ეს მწკრივი მოიცავს შემდეგ ელემენტებს: ატატინს, ბისმუტს, ტყვიას, პოლონიუმს, პროტაქტინიუმს, რადიუმს, რადონს, ტალიუმს და თორიუმს. ყველა იმყოფება, ყოველ შემთხვევაში, დროებით, ნებისმიერ ბუნებრივ ურანის შემცველ ნიმუშში, იქნება ეს ლითონი, ნაერთი თუ მინერალი. მწკრივი მთავრდება ${\ce {^{206}Pb}}$ -ით.

ნუკლიდი	ისტორიული სახელი (მოკლე)	ისტორიული სახელი (გრძელი)	დაშლის ტიპი	ნახევრად დაშლის პერიოდი (a=წელი)	წარმოებული ენერგია, MeV	დაშლის შედეგად წაროქმნილი ელემენტი
²⁵⁰Cf			α	13.08 a	6.12844	²⁴⁶Cm
²⁴⁶Cm			α	4800 a	5.47513	²⁴²Pu
²⁴²Pu			α	3.8·10⁵ a	4.98453	²³⁸U
²³⁸U	U_I	Uranium I	α	4.468·10⁹ a	4.26975	²³⁴Th
²³⁴Th	UX₁	Uranium X₁	β⁻	24.10 d	0.273088	^234mPa
^234mPa	UX₂, Bv	Uranium X₂, Brevium	IT, 0.16% β⁻, 99.84%	1.159 min	0.07392 2.268205	²³⁴Pa ²³⁴U
²³⁴Pa	UZ	Uranium Z	β⁻	6.70 h	2.194285	²³⁴U
²³⁴U	U_II	Uranium II	α	2.45·10⁵ a	4.8698	²³⁰Th
²³⁰Th	Io	Ionium	α	7.54·10⁴ a	4.76975	²²⁶Ra
²²⁶Ra	Ra	Radium	α	1600 a	4.87062	²²²Rn
²²²Rn	Rn	Radon, Radium Emanation	α	3.8235 d	5.59031	²¹⁸Po
²¹⁸Po	RaA	Radium A	α, 99.980% β⁻, 0.020%	3.098 min	6.11468 0.259913	²¹⁴Pb ²¹⁸At
²¹⁸At			α, 99.9% β⁻, 0.1%	1.5 s	6.874 2.881314	²¹⁴Bi ²¹⁸Rn
²¹⁸Rn			α	35 ms	7.26254	²¹⁴Po
²¹⁴Pb	RaB	Radium B	β⁻	26.8 min	1.019237	²¹⁴Bi
²¹⁴Bi	RaC	Radium C	β⁻, 99.979% α, 0.021%	19.9 min	3.269857 5.62119	²¹⁴Po ²¹⁰Tl
²¹⁴Po	RaC'	Radium C'	α	164.3 μs	7.83346	²¹⁰Pb
²¹⁰Tl	RaC"	Radium C"	β⁻	1.3 min	5.48213	²¹⁰Pb
²¹⁰Pb	RaD	Radium D	β⁻, 100% α, 1.9·10⁻⁶%	22.20 a	0.063487 3.7923	²¹⁰Bi ²⁰⁶Hg
²¹⁰Bi	RaE	Radium E	β⁻, 100% α, 1.32·10⁻⁴%	5.012 d	1.161234 5.03647	²¹⁰Po ²⁰⁶Tl
²¹⁰Po	RaF	Radium F	α	138.376 d	5.03647	²⁰⁶Pb
²⁰⁶Hg			β⁻	8.32 min	1.307649	²⁰⁶Tl
²⁰⁶Tl	RaE	Radium E	β⁻	4.202 min	1.5322211	²⁰⁶Pb
²⁰⁶Pb	RaG	Radium G	stable	.	.	.

აქტინოურანის მწკრივი

${\ce {^{235}U}}$ -ის 4n+3 მწკრივს ასევე უწოდებენ „აქტინოურანის რიგს“ ან „აქტინოურანის ოჯახს“. როგორც წესი ${\ce {^{235}U}}$ დაწყებული, ეს დაშლის მწკრივი მოიცავს შემდეგ ელემენტებს: აქტინიუმი, ასტატინი, ბისმუტი, ფრანციუმი, ტყვია, პოლონიუმი, პროტაქტინიუმი, რადიუმი, რადონი, ტალიუმი და თორიუმი. ყველა იმყოფება, ყოველ შემთხვევაში დროებით, ${\ce {^{235}U}}$ -ის შემცველ ნებისმიერ ნიმუშში, იქნება ეს ლითონი, ნაერთი, მადანი თუ მინერალი. ეს მწკრივი მთავრდება სტაბილური იზოტოპის ${\ce {^{207}Pb}}$ .

ნუკლიდი	ისტორიული სახელი (მოკლე)	ისტორიული სახელი (გრძელი)	დაშლის ტიპი	ნახევრად დაშლის პერიოდი (a=წელი)	წარმოებული ენერგია, MeV	დაშლის შედეგად წაროქმნილი ელემენტი
²⁵¹Cf			α	900.6 a	6.176	²⁴⁷Cm
²⁴⁷Cm			α	1.56·10⁷ a	5.353	²⁴³Pu
²⁴³Pu			β⁻	4.95556 h	0.579	²⁴³Am
²⁴³Am			α	7388 a	5.439	²³⁹Np
²³⁹Np			β⁻	2.3565 d	0.723	²³⁹Pu
²³⁹Pu			α	2.41·10⁴ a	5.244	²³⁵U
²³⁵U	AcU	Actin Uranium	α	7.04·10⁸ a	4.678	²³¹Th
²³¹Th	UY	Uranium Y	β⁻	25.52 h	0.391	²³¹Pa
²³¹Pa	Pa	Protactinium	α	32760 a	5.150	²²⁷Ac
²²⁷Ac	Ac	Actinium	β⁻ 98.62% α 1.38%	21.772 a	0.045 5.042	²²⁷Th ²²³Fr
²²⁷Th	RdAc	Radioactinium	α	18.68 d	6.147	²²³Ra
²²³Fr	AcK	Actinium K	β⁻ 99.994% α 0.006%	22.00 min	1.149 5.340	²²³Ra ²¹⁹At
²²³Ra	AcX	Actinium X	α	11.43 d	5.979	²¹⁹Rn
²¹⁹At			α 97.00% β⁻ 3.00%	56 s	6.275 1.700	²¹⁵Bi ²¹⁹Rn
²¹⁹Rn	An	Actinon, Actinium Emanation	α	3.96 s	6.946	²¹⁵Po
²¹⁵Bi			β⁻	7.6 min	2.250	²¹⁵Po
²¹⁵Po	AcA	Actinium A	α 99.99977% β⁻ 0.00023%	1.781 ms	7.527 0.715	²¹¹Pb ²¹⁵At
²¹⁵At			α	0.1 ms	8.178	²¹¹Bi
²¹¹Pb	AcB	Actinium B	β⁻	36.1 min	1.367	²¹¹Bi
²¹¹Bi	AcC	Actinium C	α 99.724% β⁻ 0.276%	2.14 min	6.751 0.575	²⁰⁷Tl ²¹¹Po
²¹¹Po	AcC'	Actinium C'	α	516 ms	7.595	²⁰⁷Pb
²⁰⁷Tl	AcC"	Actinium C"	β⁻	4.77 min	1.418	²⁰⁷Pb
²⁰⁷Pb	AcD	Actinium D	.	stable	.	.

ლიტერატურა

ქართული საბჭოთა ენციკლოპედია, ტ. 8, თბ., 1984. — გვ. 271.