Chemia13

wiek przedmiotów w tysiącach lat

Hy MAK ilk.t lypowych datowań na podstawie zawartości ¹gC

3.3.3. Naturalne pierwiastki promieniotwórcze

Spośród ponad 2300 znanych nuklidów promieniotwórczych kilkadziesiąt występuje w przyrodzie jako tak zwane nuklidy naturalne, a pozostałe otrzymuje się sztucznie. Wartości czasów połowicznego rozpadu poszczególnych nuklidów są bardzo różne: od najmniejszych, dających się określić, rzędu 10^-16 sekundy, do najdłuższych rzędu 10²⁰ lat. Za nuklid trwały uznaje się taki, którego czas połowicznego rozpadu t_m wynosi więcej niż 1 • 10^y lat. Pozostałe nuklidy,

0    czasie półtrwania mniejszym niż 1 • 10^IJ lat, są nazywane nietrwałymi. Czas 1 • IG⁹ lat jest porównywalny z wiekiem Ziemi, co oznacza, że od momentu powstania Ziemi jako planety o względnie stałym składzie chemicznym pierwiastki o trwałych nuklidach rozpadły się w nieznacznym procencie.

Na Ziemi w większych ilościach występują tylko 2 pierwiastki promieniotwórcze uran i tor. Zasoby uranu są porównywalne z zasobami cyny, toru z kolei znajduje się na Ziemi mniej więcej tyle samo. co ołowiu.

1    h an i loi to ciężkie, aktywne metale.

Mil

JPb

Pierwiastki pnw'.I,i|.|t i pod. e. lo/padu (X i /ł są czeslo iowilicz i oimeillolWOICZe W W \ Mil II K ll lO/padll IWOIZą się liaslępilC |. U 11 .1. lnu¹ Ir/ mogą hyc pi mi i u molwm r/c. lii ki cykl przemian ko uczy s i ę i/wyczaj w momrnrir. gdy kolejne powstające jćjclro jesl trwtile. l'o/a uranem i torem wystypuj.) więc w przyrodzie w znacznie • 11 iejszych ilościach produkty przemian promieniotwórczych. Ponie-1/ produkty rozpadu uranu i toru są dalej nietrwałe i promieniotwór-

■    można prześledzić cały ciąg pierwiastków, które są pośrednimi pmduktami pomiędzy uranem i końcowym trwałym pierwiastkiem lub

■    między torem i jego trwałym nuklidem kończącym cykl przemian. i,ikie ciągi pierwiastków nazywamy szeregami promieniotwórczymi.

¹ i.iii ';)UJ jest na przykład prekursorem (pierwszym nuklidem, który

,ipocząłkowuje szereg) szeregu uranowego, na końcu którego, jako nwaly już pierwiastek, występuje ołów ^Pb. Z kolei tor ²y₍jTh rozpo-\ na lak zwany szereg torowy.

Zarówno uran, jak i tor rozpadają się w kilkunastu następujących i - > sobie reakcjach, wydzielając promieniowanie a lub /3 i niekiedy y. Ogólne przebiegi szeregów promieniotwórczych można przedstawić laki sposób:

14 przemian, w których wydziela się 8 cząstek a, 6 /3 i promieniowanie y szereg uranowy ²gf U -¹

10 przemian, w których wydziela się 6 cząstek a, 4 (i i promieniowanie y szereg torowy goTh -■

i y< . 3.13. Przebieg szeregów promieniotwórczych

Powyższe przemiany zachodzą z bardzo różnymi szybkościami, a więc materiał promieniotwórczy jest zawsze mieszaniną różnych izotopów.

Najważniejszymi pierwiastkami powstającymi w wyniku przemian pierwiastków nietrwałych są rad i radon. Rad został odkryty wspólnie przez Marię Skłodowską-Curie i jej męża Piotra Curie w 1898 roku, natomiast pod względem chemicznym zbadano go i opisano dopiero kilka lat później. W 1903 roku angielscy fizycy William Ramsay i Frederick Soddy jako pierwsi otrzymali bardzo niewielkie próbki radonu powstają-. . go w wyniku rozpadu radu i udowodnili w ten sposób także przemianę p ełnego pierwiastka w inne - radu w mieszaninę radonu i helu.

Rad to aktywny metal, bardzo podobny pod względem swoich właściwości chemicznych do baru, uzyskiwany z rud uranowych w większych ilościach do lat trzydziestych XX wieku i stosowany masowo jako źródło promieniowania w ówczesnej medycynie w tak zwanej radioterapii. (tbccnie, głównie w lecznictwie, wykorzystuje się do naświetlań inne nuklidy promieniotwórcze na przykład ⁽’°Co (tzw. bomby kobaltowe).

Radon jesl be haiwnym, ciężkim gazem z grupy helowców o bardzo malej aktywiu>• > i • h> mu znej Powstaje w wyniku rozpadu radu i ciągle

I'Musiki l>ow:;lnji|<:i! poileza:. lo/p.i (IÓW :ii| r/i;\!(i też III ni 11101 III I twórcze

Bomba kobal towa lo popu larna nazwa urządzenia siu żącego do ima pil nowotwoin wej za pomocą naświetlań oho rej tkanki tlu/y mi dawkami promieni y