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 (T1/2) მქონე საწყისი იზოტოპით და მთავრდება მდგრადი იზოტოპით. თუ ბირთვი ასხივებს α {\displaystyle \alpha } -ნაწილაკებს, მაშინ მისი მუხტი (Z) მცირდება 2-ით, ხოლო მასური რიცხვი (A) — 4-ით. β {\displaystyle \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: Th 90 232 {\displaystyle {\ce {^{232}_{90}Th}}} (მწკრივი 4n), Np 93 237 {\displaystyle {\ce {^{237}_{93}Np}}} (4n+1), U 92 238 {\displaystyle {\ce {^{238}_{92}U}}} (4n+2) და U 92 235 {\displaystyle {\ce {^{235}_{92}U}}} (4n+3). რადიოაქტიური მწკრივებს მათი საწყისი იზოტოპების სახელის მიხედვით უწოდებენ: თორიუმის, ნეპტუნიუმის, ურანის ( U 238 {\displaystyle {\ce {^{238}U}}} ) და აქტინოურანის ( U 245 {\displaystyle {\ce {^{245}U}}} ) რადიოაქტიურ მწკრივებს. ზოგჯერ U 238 {\displaystyle {\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 Th 232 {\displaystyle {\ce {^{232}Th}}} (T1/2=7010141000000000000♠1.41×1010 წ), U 235 {\displaystyle {\ce {^{235}U}}} (T1/2=7008713000000000000♠7.13×108 წ) და U 238 {\displaystyle {\ce {^{238}U}}} (T1/2=7009451000000000000♠4.51×109 წ) დედამიწის ასაკის თანაზომადია. ბუნებრივი რადიოაქტიური მწკრივები მთავრდება ტყვიის მდგრადი იზოტოპებით Pb 82 206 {\displaystyle {\ce {^{206}_{82}Pb}}} , Pb 207 {\displaystyle {\ce {^{207}Pb}}} და Pb 208 {\displaystyle {\ce {^{208}Pb}}} . ნეპტუნიუმის Np 237 {\displaystyle {\ce {^{237}Np}}} ნახევრად დაშლის პერიოდი (T1/2) 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. Np 237 {\displaystyle {\ce {^{237}Np}}} მწკრივი მთავრდება Bi 83 209 {\displaystyle {\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 Th 230 {\displaystyle {\ce {^{230}Th}}} ეწოდება იონიუმი (სიმბოლო Io {\displaystyle {\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, Ac 89 227 {\displaystyle {\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. Th 232 {\displaystyle {\ce {^{232}Th}}} -ის 4n მწკრივს ასევე უწოდებენ „თორიუმის რიგს“ ან „თორიუმის ოჯახს“. როგორც წესი Th 232 {\displaystyle {\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 Pb 208 {\displaystyle {\ce {^{208}Pb}}} -ით. Np 237 {\displaystyle {\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: Bi 209 {\displaystyle {\ce {^{209}Bi}}} და Tl 205 {\displaystyle {\ce {^{205}Tl}}} . ზოგიერთი სხვა იზოტოპი აღმოჩენილია ბუნებაში, რომლებიც წარმოიქმნება Np 237 {\displaystyle {\ce {^{237}Np}}} -ის კვალი რაოდენობით, რომელიც წარმოიქმნება (n,2n) ნოკაუტ რეაქციით პირველყოფილ U 238 {\displaystyle {\ce {^{238}U}}} -ში. U 238 {\displaystyle {\ce {^{238}U}}} -ის 4n + 2 მწკრივს ასევე უწოდებენ „ურან-რადიუმის რიგს“ ან „რადიუმის რიგს“. ბუნებრივად არსებული U 238 {\displaystyle {\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 Pb 206 {\displaystyle {\ce {^{206}Pb}}} -ით. U 235 {\displaystyle {\ce {^{235}U}}} -ის 4n+3 მწკრივს ასევე უწოდებენ „აქტინოურანის რიგს“ ან „აქტინოურანის ოჯახს“. როგორც წესი U 235 {\displaystyle {\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, U 235 {\displaystyle {\ce {^{235}U}}} -ის შემცველ ნებისმიერ ნიმუშში, იქნება ეს ლითონი, ნაერთი, მადანი თუ მინერალი. ეს მწკრივი მთავრდება სტაბილური იზოტოპის Pb 207 {\displaystyle {\ce {^{207}Pb}}} . ქართული საბჭოთა ენციკლოპედია, ტ. 8, თბ., 1984. — გვ. 271.