0034 2

Ponieważ okres połowicznego rozpadu radu jest bardzo długi (około 1620 lat) w porównaniu do półokrcsu rozpadu radonu (3,825 dnia), wytworzy się między tymi dwoma pierwiastkami po pewnym czasie (w danym przypadku wynoszącym około 30 dni) taka sytuacja, w której liczba powstających z rozpadu radu jąder radonu będzie równa liczbie rozpadających się jąder radonu. Innymi słowy, tyle, ile w jednostce czasu powstanie radonu, tyle samo ulegnie również rozpadowi. W konsekwencji wytworzy się pewien stan zwany równowagą promieniotwórczą, polegający na tym, że liczba jąder pierwiastka pochodnego powstałego z rozpadu pierwiastka macierzystego jest stała, mimo że nie są to stale te same jądra.

Jeśli prawo rozpadu promieniotwórczego dla radu zapiszemy jako

dN_x

d/

dN₂

dt

= — ^N,

a dla radonu = — ;,₂n₂ to w przypadku zaistnienia stanu równowagi promieniotwórczej słuszny będzie związek

dNj _ dN₂ dr dt >.₁N₁ = >,,N₂

Uwzględniając zależność między /. a okresem połowicznego rozpadu Tmożemy napisać

Powyższa zależność głosi, że w stanie równowagi promieniotwórczej liczba atomów pierwiastka macierzystego (N,) ma się tak do liczby atomów pierwiastka pochodnego (N₂), jak okresy połowicznego rozpadu tych pierwiastków.

Z zależności 1.29 można wyznaczyć, przy znajomości (mierzalnego w dostępny sposób) okresu połowicznego rozpadu jednego pierwiastka, okres połowicznego rozpadu drugiego, dokonując pomiaru stosunku liczby atomów poszczególnych pierwiastków, która to z kolei wielkość może być określona przez pomiar natężeń prądów jonizacyjnych, jak wiemy proporcjonalnych do liczby rozpadających się atomów.

Szeregi promieniotwórcze. Większość występujących w przyrodzie pierwiastków radioaktywnych zgrupowana jest w trzech rodzinach, zwanych również szeregami promieniotwórczymi. Noszą one odpowiednio nazwy: szereg urano-radowy, aktynowy oraz. torowy. Nazwy pochodzą od pierwiastków, które dają początek danym rodzinom. Są to izotopy uranu 238 i 235 (ten drugi zwany jest również aktyno-uranem) oraz tor.

Te trzy pierwiastki mają wystarczająco długie okresy połowicznego rozpadu, by pewna ich ilość mogła przetrwać od chwali ich powstania do czasów dzisiejszych. Pozostałe pierwiastki promieniotwórcze, zgrupowane w tych trzech szeregach, istnieją w skorupie ziemskiej jedynie wskutek ich ciągłego powstawania z rozpadających się jąder „długowiecznych” pierwiastków macierzystych.

40