Jak Geolog może wykorzystać wiedzę o jądrze atomowym i przemianach jądrowych?

Szeregi promieniotwórcze to zespoły powiązanych ze sobą radionuklidów, z których każdy kolejny powstaje w wyniku rozpadu poprzedniego.

Każdy szereg promieniotwórczy rozpoczyna inny radionuklid, są to np.: uran-238, uran-235, tor-232; a kończy jeden z trwałych izotopów ołowiu, np.:ołów-206, ołów-207, ołów-208.

W poszczególnych szeregach promieniotwórczych zaobserwowano zjawisko tzw. . rozgałęzienia się szeregu, które polega na tym, że niektóre z radionuklidów są jednocześnie b-promieniotwórcze i a-promieniotwórcze. Należy zwrócić uwagę, że żaden radionuklid nie może być równocześnie członem dwóch szeregów promieniotwórczych.

W preparacie promieniotwórczym pozostawionym do ustalenia się stanu stacjonarnego obecne są wszystkie produkty rozpadu, a stosunek ich ilości równy jest stosunkowi ich okresów półtrwania.

M – radionuklid macierzysty,

A, B, C… – człony szeregu w stanie równowagi promieniotwórczej,

T_1/2() – okres półtrwania radionuklidu zapisanego w nawiasie,

N() – liczba atomów radionuklidu zapisanego w nawiasie,

K – radionuklid trwały kończący szereg.

Do wyjątków, nie objętych równowagą, należą radionuklidy rozpoczynające szeregi promieniotwórcze – powoli ich ubywa, oraz kończące szereg – wciąż ich przybywa. Na Ziemi znajdują się jeszcze znaczne ilości radionuklidów rozpoczynających poszczególne szeregi (uran-238, uran-235, tor-232), a ich okresy półtrwania są długie, porównywalne z wiekiem Ziemi.

Stan stacjonarny, w którym zachowane są stałe stosunki ilości współistniejących pierwiastków, nazywany jest stanem równowagi promieniotwórczej.

Zamiast liczby atomów N można podać masy lub liczność materii. Znając okresy półtrwania członów szeregu i ilość jednego z nich, można obliczyć ilości wszystkich pozostałych radionuklidów objętych równowagą.

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej zobacz symulacje interaktywna "Naturalne szeregi promieniotwórcze".

Grafika interaktywna: Naturalne szeregi promieniotwórcze* Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

_________________
* Wykorzystano materiały zamieszczone na Zintegrowanej Platformie Edukacyjnej.
 

Ikona (źródło): Reshot