三个天然放射系
辐射测量名词解释
1.核素 :具有特定质量数、原子序数和核能态，而且其平均寿命长的足以被观察的一类原子。
2.半衰期：放射性核素数目衰减到原来数目一半所需要的时间的期望值。
3.碰撞阻止本领：带电粒子通过物质时，在所经过的单位路程上，由于电离和激发而损失的平均能量称为碰撞电离能量损失率，通常用（-dE/dx）电离表示，负号表示能量随路程增加而减小。
能量的损失是由于α粒子在介质中不断同电子产生碰撞的结果，因此，dE/dx也是吸收介质对射线阻止本领的量度。
故（dE/dx）电离被称为介质对入射带电粒子的碰撞阻止本领。
4.平均电离能：射线在气体中每形成一个离子对所消耗的平均能量为W5.比释动能：dEtr是不带电电离粒子在质量为dm的某一物质内释出的全部带电电离粒子的初始动能的总和。
比释动能的SI单位是焦耳每千克(J/kg)。
6.辐射量：用能量单位度量的与辐射有关的各种量。
H=DQN（D-吸收剂量；Q-品质因素；N-修正因子）。
7.同位素：具有相同原子序数(即质子数相同，因而在元素周期表中的位置相同)，但质量数不同，亦即中子数不同的一组核素8.放射性活度：在给定时刻处于一给定能态的一定量的某种放射性核素的活度A dN/dt，其中dN是在时间间隔dt内该核素从该能态发生自发核跃迁数目的期望值。
活度的SI 单位是秒的倒数(ss1)，即贝可[勒尔](Bq)。
9.α衰变：放射性核素的原子核自发的放出α粒子而变成另一种核素的原子核的过程10.核衰变：自然界中，有些核素的原子核能自发的发生变化，从一个核素的原子核变成另一个核素的原子核，并伴随放出射线，这种现象就是~11.同质异能素：这类具有相同质量数和相同原子序数而半衰期有明显差别的核素12.轨道电子俘获：系指放射性核俘获一个核外轨道电子而使核内的一个质子转化为中子和中微子的过程。
由于K层电子离核最近，它们被核俘获的概率比其他各层轨道电子的要高，因此轨道电子俘获也常被称为K电子俘获。
以β+衰变的核都能产生轨道电子俘获。
放射性种类
放射性种类放射性是指物质中存在放射性核素，这些核素能够通过放射衰变释放出射线或粒子的物理现象。
放射性物质在自然界中广泛存在，它们可以分为天然放射性和人工放射性两类。
天然放射性种类主要包括镭系、钍系和铀系核素，而人工放射性种类则主要包括人工放射性同位素。
天然放射性种类中最常见的是镭系、钍系和铀系核素。
镭系核素主要由镭-226和镭-228组成，它们的衰变产物包括氡和氡的子体，这些放射性核素被认为是最危险的天然放射性物质。
钍系核素主要包括钍-232和其衰变产物，其中钍-232是比较常见的，具有较长的半衰期。
铀系核素主要包括铀-238和其衰变产物，铀是地壳中含量较高的元素之一，能够长期放射性衰变。
人工放射性种类主要由人工合成的放射性同位素组成。
这些同位素在科研、工业、医疗和能源等领域得到广泛应用。
例如，铯-137是一种常见的人工放射性同位素，它广泛用于医学诊断、癌症治疗和食品辐射灭菌等方面。
钴-60是另一种常见的人工放射性同位素，广泛应用于工业无损检测、医学放射治疗和照明等领域。
放射性物质对人体健康具有潜在危害。
放射性同位素释放出的射线和粒子能够与人体细胞相互作用，导致细胞损伤和突变。
这可能会引发癌症、遗传突变和放射病等疾病。
不同的放射性核素具有不同的半衰期和生物学效应，因此对于不同的放射性物质需采取相应的防护措施。
为了保护人类和环境免受放射性物质的危害，国际社会制定了一系列放射性物质管理和控制措施。
例如，对于核电站和放射性物质运输等高风险活动，需要严格遵守国际核安全标准，确保安全措施得到有效实施。
此外，放射性废物的处理和处置也是一个重要环节，需要采取有效的技术和设施，确保废物不会对人体和环境造成危害。
在日常生活中，我们也可以通过一些简单的方法降低接触放射性物质的风险。
首先，避免长时间接触放射性源，减少辐射暴露的时间。
其次，保持距离，尽量远离放射性源，减少暴露剂量。
此外，通过加强室内通风、适当清洁等方式，减少人体内放射性物质的累积。
《核物理》 岩石的天然放射性特征
矿物名称 铝土矿 蒙脱石 高岭石 伊利石 白云母 绿泥石
钾(%)
<0.16 0.42 4.5 7.9~9.8 <0.05
铀(ppm) 3~30 2~5 1.5~3 1.5
钍(ppm) 10~130 14~24 6~19
<0.01
《1）核粘物土理岩基础》
为什么说生油粘土岩具有相当的放射性？
¡ 生油的粘土岩的粘土矿物主要以蒙脱石和伊利石 为主，其本身放射性和吸附能力使其具有一定的 放射性；又由于富含有机质，有利于放射性物质 的沉积，因此具有相当的放射性。
¡高岭石：化学式Al4[Si4O10][OH]8，常 出现在陆相沉积中，本身不含放射性元 素。由于其对放射性物质吸附能力差， 对粘土岩的放射性贡献较小。
《2、核沉物积理岩基中础的》天然放射性核素分布
铀、钍含量单位用—μg/g（g/t)，记作ppm 钾含量单位用—0.01g/g，记作%
粘土矿物的铀、钍、钾含量
234U：丰度0.006％， 235U：丰度0.72％，与238U共生在一起，核燃料 238U：丰度99.275％，在反应堆中受中子轰击生成239Pu(钚)
钍（Z＝90）：银白色金属，不易氧化，钍在自然界中有
6个同位素，丰度最高的只有232Th，其它几个同位素的丰 度很低。金属钍的密度为11.0g/cm3, 未广泛应用
的，其物质组成与变质前的岩石直接相关,其体积占 地壳总体积的26.5%。
《1、核地物层理中基的础岩》石及矿物
2）岩浆岩：
¡ 岩浆岩主要分布在地层深处，其体积占地壳总体 积的64.5%。
¡ 岩浆岩矿物种类繁多，主要矿物：石英（12%）、 长 石 （ 59% ） 、 角 闪 石 及 辉 石 （ 17% ） 、 云 母 （4%）、橄榄石、霞石、石榴石、磁铁矿、磷灰 石（共8% ）等。其余矿物只占1%。
3-1 自然界中的天然辐射
Ø 电离辐射：能使其所通过的任何介质的原子产 生电离的一类辐射,称为电离辐射。
Ø 按照来源：电离辐射可分为天然辐射和人工辐射
2
天然辐射
包括来自外太空的宇宙射线及存在于食物、空气及居 住环境的天然放射性物质等
Ø 辐射无处不在，甚至我们的身体都具有放射性。平 均每人每年吸收的天然本底辐射剂量大约为2毫西 弗。
另外还可以随空气、水和食物进入人体造成内照射
9
U-235 和 U-238值得关注
天然铀就是 0.72% 左右的 U-235 加上 99.28% 左右的 U238。 天然铀衰变对人体造成的放射性损伤完全可以忽略不计 ，这是因为天然铀中两种铀同位素半衰期很长，跟地球 年龄差不多，所以衰变极其缓慢，几乎可认为是稳定核 素。
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目前，氡仍是对普通公众健康威胁最大的放射性 元素，因为很多建筑物别是地下建筑环境容易累积 高剂量的氡气，世界各国都有相应的标准严格监测 氡水平，比如我国的 GB 16356（地下建筑物氡水平 控制）、GB 50325（民用建筑物室内污染控制）和 GB/T 17785（新建低层住宅降低氡影响及氡控制导 则）等。
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氡的防治 Ø 建筑施工单位对于建筑过程中的选址、建筑材料及装饰材
料的使用必须严格把关, 从污染源上控制, 以减少氡向室内 的释放 Ø 生活用水方面, 减少地下热水的使用. 用水、用煤、用气时 应保持户内外的有效通风 Ø 日常生活中应养成良好的生活习惯, 经常开窗换气, 以保持 室内环境空气高能量的质子 Ø 氦原子核 Ø 少量原子序数3或以上的重粒子和离子
宇宙射线进入地球大气层后，可与大气高层的氮、氧等 原子核发生反应，生成氚（氢3）、碳-14等放射性核素及 中子、质子等次级粒子。
天然辐射
天然辐射辐射无处不在，甚至连我们自己的身体都具有放射性。
其实我们每日都会接触到各种各样的辐射，特别是天然辐射。
在中国，平均每人每年吸收的天然本底辐射剂量大约为2毫希沃特。
在世界各地，每人吸收的天然本底辐射剂量一般都是由每年1毫希沃特到10毫希沃特不等。
地球在诞生时，便存在着天然放射性核素，如铀-235、铀-238、钍-232以及-237等。
它们因衰变而产生的子体核素亦属不稳定及具有放射性。
这些子体放射性核素会继续衰变，直至到达稳定状态。
它们在衰变期间会放出对人体有害的α粒子、β粒子或γ射线。
铀-235、铀-238、钍-232及-237的半衰期分别为7亿年、45亿年、140亿年及2.3百万年。
由於-237及其子体核素的半衰期远低於地球的年龄，它们现已不存在於地球上。
相反，铀-235、铀-238及钍-232衰变系列的放射性核素仍然存在於我们的生活环境中。
地壳土壤及建筑材料内，都含有这些天然的放射性核素，因此我们吸收到的天然辐射剂量与所在地区的土质成份有关，亦与我们居所的建筑物料有关。
一、天然辐射包括宇宙射线辐射和自然界中天然放射性核素发出的射线辐射。
（一）宇宙射线天然辐射来源是来自外太空的宇宙射线。
宇宙射线又分为初级宇宙射线和次级宇宙射线。
初级宇宙射线是从宇宙空间进入地球的高能粒子流，主要由质子、α粒子和电子构成。
初级宇宙射线与大气中的原子核（氮、氧等）相互碰撞而释放出次级质子、中子、介子、重子等形成次级宇宙射线。
由於大气层有阻挡宇宙射线的作用，离地面越高，宇宙射线的强度就越强。
宇宙射线的主要成份是高能量的质子，其次是氦原子核及少量原子序数3或以上的重粒子和离子。
宇宙射线进入地球大气层后，会与大气高层的氮、氧等原子核发生反应，产生氚、碳-14等放射性核素及中子、质子、电子、μ介子、π介子等次级粒子。
当中，碳-14经常被用来鉴定古物所属的年代。
宇宙射线的强度随海拔高度的增加而增大。
因此，高原地区的人群受到的宇宙射线照射剂量比平原地区的人群高。
核素表天然放射性锕系
三个气态子体都是α辐射体，其半衰期不 长
❖ 氡 222Rn T1/2＝3.825d， ❖ 钍射气220Rn T1/2＝55.6s， ❖ 锕射气219Rn T1/2=3.96s。 ❖ 由222Rn 产生的短寿命子体RaA(218Po)、
RaB(214Pb)、RaC(214Bi)
❖ 由220Rn产生的短寿命子体ThB(212Pb)、
五段法公式
X1 [0.25614CRaA 0.15617CRaB 0.72998CRaC 0.059444CThB 0.84035CThC ]EQΣ X 2 [0.31822CRaA 1.3889CRaB 2.4621CRaC 0.67300CThB 3.5207CThC ]EQΣ X 3 [0.12701CRaA 1.1287CRaB 1.0135CRaC 0.72812CThB 1.9600CThC ]EQΣ X 4 [0.081073CRaA 0.63862CRaB 0.038687CRaC 23.163CThB 3.1106CThC ]EQΣ X 5 [4.6191104 CRaA 3.6027103CRaB 2.4565105CRaC 39.724CThB 0.36945CThC ]EQΣ
概述
❖ 对于氡的测量包括氡浓度的测量及其子体浓 度（进一步求出子体潜能浓度）的测量。
❖ 对于氡的测量一直是核物理试实验方法中的 难题： 1.氡气是放射性气体 2.氡气是惰性气体（无化合物） 3.级联衰变
氡的产生
❖ 3个天然放射系 铀镭（4n+2）U-Ra系 占99.273% 钍(4n)Th系 锕铀（4n+3）AcU系 占0.7205% n——正整数
式中：
表达式5
XThB (t0,T1 T2 ) ——由ThB核提供的β计数； XThC (t0,T1 T2 ) ——由ThC核提供的β（或α）计数。
海洋中核污染的危害及防护
海洋核污染的危害及防护摘要：海洋中放射性核素污染对人和水生生物的危害日益受到重视，本文介绍了核污染的概况及分类，核污染的危害，提出了核辐射的防护措施，并呼吁人民重视保护我们海洋的生态环境。
关键字：海洋核污染；核辐射；防护；引言在日常生活中，人们在使用手机电脑等物品时，不可避免的会受到一些辐射。
而此次，日本核泄漏事件，在全球范围内引起了轰动，也让人们认识到了放射性污染的危害性。
迄今为止，日本可污染仍未得到有效的控制，并且污染的范围在进一步扩大，给该国经济、人们的身体健康造成了巨大的伤害，同时，给邻国甚至是全世界各个国家的经济造成了不可磨灭的影响。
面对现存的状况，了解核污染的危害与防治显得尤为的迫切。
1 核污染的概况及分类1.1 什么是核污染核污染是指核设施在正常运行或事故情况下大量放射性物质外逸进入环境造成的放射污染。
其危害来源于放射性核素发出的 a , B和丫射线对公众或其他生物的辐射损伤，所以又称之为放射性污染。
1.2 核污染的来源1）海洋或沿岸核设施正常运行情况下排放的放射性物质造成海洋放射性污染；2）海洋或沿岸核设施事故情况下排放出的放射性物质造成海洋放射性污染；3）海洋之外的核设施正常运行或事故情况下排放的放射性物质会通过径流或大气输运进入海洋，造成海洋放射性污染；4）核试验会造成海洋放射性污染，海上核试验会造成严重放射性污染。
1.3 放射性污染的特点1）每一种放射性物质都有一定的半衰期，在其放射性衰变的这段时间里，一只会放射出具有一定能量的射线，持续的产生危害作用。
2）除了进行核反应之外，目前采用任何化学物理或生物的方法都无法有效地破坏这些核素，改变其放射的特性。
3）放射性污染造成的危害在有些情况下并不立即显现出来，而是经过一段潜伏期以后才显现出来。
1.4 放射性污染的分类海洋中存在着天然放射性核素和人工放射性核素。
天然放射性核素包括铀系、锕-铀系和钍系3个天然放射系核素、宇宙射线产生的放射性核素和与地球同时形成并存在的长寿命放射性核素。
海洋学
海洋学[填空题]1海水中有机物对海水的性质有何影响？参考答案： 1、对水色的影响2、对海气交换的影响3、对多价金属离子的络合作用4、改变一些成分在海水中的溶解度5、对生物过程和化学过程的影响6、对海洋生物生理过程的作用[填空题]2影响海气界面气体交换的因素有哪些？参考答案： 1、温度的影响。
比如二氧化碳在25度海水中交换速率是在5度海水中的两倍。
2、气体溶解度的影响。
不同溶解度的气体海气界面气体交换通量不同。
3、风速的影响。
风速增加会使扩散层厚度减少，气体交换速率增大。
[填空题]3海洋富营养化有哪些环境效应？参考答案：正效应适度的富营养化对于当地水产养殖和渔业生产是有益的。
对全球气候变化的贡献（二氧化碳、二甲基硫）负效应对浮游生物的影响（自身的繁殖生长）。
对底栖生物的影响（光照）。
对生态系统结构和生物分布的影响。
造成贝类等海洋生物中毒，间接地影响人类的身体健康。
对沿岸旅游业的影响，造成景观地带受到污染，影响美观，游客减少。
对工业用水的影响。
藻类、鱼类等大量死亡后遗体沉积，加速河口、海湾、泻湖的填埋。
[填空题]4什么是海水中的溶解气体？参考答案：海水中的溶解气体主要指溶存形式的气体分子，而不是指“气泡”，前者分布在海水的各个深度，后者集中出现在表层。
海水中的溶解气体种类（1）活性气体和非活性气体。
参与海水中生物和化学反应的气体称为活性气体，又称非保守气体；例如CO2、O2；不参与生物和化学反应，仅受物理过程影响的气体称为非活性气体，又称保守气体；例如惰性气体和氮气。
（2）微量气体。
以空气中的含量为区分标准，除N2、O2、Ar、CO2外的气体，例如：甲烷和一氧化碳。
（3）放射性气体。
例如；3H、222Rn、3He。
[填空题]5海水中富集、贫乏和预平衡元素划分的具体标准是什么？参考答案：若以cs、cr分别表示元素y在海水和河水中平均浓度（单位μmol/kg）。
可将海水中元素粗略划分如下：（1）海水富集元素：cs ＞10cr在漫长的地质年代里不断聚集，充分混合，相互间的浓度比例基本保持恒定（变化在±10%以内）。
核能开发利用之放射性污染及其研究现状、热点与问题
核能开发利用之放射性污染及其研究现状、热点与问题摘要：国民经济的发展、能源的短缺，促使我国核电工业迅速崛起。
业已投入运营的有：浙江秦山核电站、连云港田湾核电站、广东大亚湾核电站和岭澳核电站；在建的有广东阳江核电站、岭东核电站、浙江三门核电站和辽宁红沿河核电站等；正在规划中的有四川、湖南、山东、江西等地的核电站。
铀是核裂变的主要物质，是极其重要的核电与战略资源，我国共探明大小铀矿200 多个，主要分布在两广、江西、湖南、新疆、辽宁、云南、河北、浙江等省。
核电站的运行和铀矿的开采给周围环境造成了一定程度的放射性污染。
由于放射性污染不同于一般的化学污染，其污染性质、危害程度及其治理方法有着独特性，因此受到人们的广泛重视。
本文归结了国内外核能开发与利用过程中放射性污染的研究现状与进展情况，阐明生态修复是今后放射性污染治理的热点，并梳理了国内外放射性污染研究中存在的问题与局限。
关键词：核电站；铀矿；放射性污染；研究进展1. 引言进入改革开放30 年以来，我国经济高速发展，能源是支撑经济持续高速发展的关键。
在地球化石原料（石油、天然气、煤）的使用年限越来越短的时代，开发新能源已是人类一项迫切和重要的任务。
作为污染相对较小的核能，已被认为是继石油之后的第四代能源。
我国出台的“十一五”核电规划提出，到2020 年，核电装机容量将达到4000 万千瓦，将占全国发电量的4％，平均每年就要兴建一个相当于大亚湾核电站的核电站。
作为主要核电能源，铀矿资源在我国湘、赣、粤等地区已被大量开采。
此外，由于核武器等战略能源储备以及民用科研需要，开发越来越多的铀矿和伴生放射性矿产资源已是大势所趋。
2. 核能开发利用带来的放射性污染核能的开发与利用是一把双刃剑，一旦造成放射性污染，后果不堪想象。
核电站在正常运行期间，不可避免地要向环境排放放射性污染物。
核电站在正常运行过程中要向环境排放常规的气态和液态流出物（固态放射性废物经压缩按半衰期长短分类存放于放射性废物贮存库, 不向环境排放）。
天然放射性元素化学
的金属杂质的典型含量。
8 后处理
3.3 钍化学
(1)概述
1）钍的发现
1828年伯齐利厄斯在矿物中首发现了钍，钍广泛
分布于自然界中，在地壳中的含量约为8ppm。
钍的矿物种类却比较少，主要矿物是独居石，其 主要成分是钍和稀土元素的混合磷酸盐； 其次是ThO2和UO2共生的方钍石和及以硅酸钍为 主要成分的钍石。
解： 238
U Th Th Ra
234 230 226
U NU Ra NRa
TRa N Ra NU 3.07 1020 个原子 0.115g 4.26109 Bq TU
10001000 0.4 3 238 99.72% 1602 20 3 238 8 16 6.021023 3 . 07 10 238 4.468109
238
U n, U Np 239 Pu
239
239
铀既是放射性毒物，又是化学毒物。天然铀在
放射性物质毒性分类中属中毒性元素，它作用于人
体的危害主要是化学毒性。各种铀化合物中毒后的
主要损伤器官是肾脏，随后出现神经系统和肝脏的
病变等。 我国规定，天然铀在露天水源中的限制浓度为 0.05mg/L，在放射性工作场所中的最大容许浓度为 0.02mg/L，在人尿中铀的控制指标为20μg/L。
硫酸铀酰：
UO2 SO4
2UO2 SO4 6NH3 H2O NH 4 2U2O7 2NH 4 2 SO4 3H2O
重铀酸盐：
NH 4 2U2O7 Na2U 2O7
K 2U 2O7
（5）铀的络合物
1）铀的无机络合物
辐射防护复习资料
放射卫生学复习资料选择题01.主要来源于地球上存在的天然放射性元素，有铀、（钍）和锕，三个天然放射系元素；组织进行职业放射性疾病诊断鉴定的期限为（受职业病诊断鉴定申请日起60天）。
02.描述正确的是（放射卫生监督的首要目的是保护劳动者职业健康及其相关合法权益）。
03.医疗机构对受到急性应高照射的放射人员，应当及时组织进行（建康检查和医学观察）。
04.某因患癌症接受60Co的治疗性照射，这种照射称为（医疗照射）。
05.离岗健康检查的目的是（了解劳动者离岗时的健康状况）。
06.核医学实践中常用的131I按照毒性分组应属于（中毒组核表）。
07.纵深防护中第三道安全防护设施是为了（减轻事故后果的严重程度）。
08.60Co半衰期约为（5.27年）。
09.γ辐照装置的辐射安全控制措施不包括（源棒自动复位）。
10.甲级非密封源工作场所的放射性核素日等效最大操作量大于（4X109Bq）。
11.带电粒子射进靶物质时，发生的主要作用不包括（与核外电子相互作用发生电子对作用）。
12.适用于屏蔽X、γ射线的防护材料是（铅）。
13.ICRP的前身是（国际X射线和镭防护委员会）。
14.新建X射线机房，双管头200mAX射线机房的使面积应不小于（36m2）。
15豁免放射性废物对公众成员照射所造成的年剂量值应小子（0.001mSV）。
16.医院CT室的防护门选用铅质材料，目的是为了屏蔽（X射线）。
17.放射性废物治理中IAEA的基本原则包括（设施的安全、保护环境、超越国界的保护）。
18.为了安全或经济目的而改变废物特性的操作有（衰变、净化、浓缩、减容）；从废物中去除放射性核素和改变废物的组成称为（放射性废物处理）。
19下列选项中的患者符合住院进行核医学治疗的原则的是（活度>400mBq）。
20.建设项目职业病危害放射防护控制效果评价的重点不包括：（管理制度）。
21.关于建设项目职业病危害评价的特点，说法错误的是：（对职业病防控无效）。
放射系
N p (t1) N p (t0 )e(t1t0 )
钍系、铀系、锕系，它们经过一系列的α、β衰变，最后形成稳定 的子体。
1、利用单程衰变测定年代
对于单程衰变核素，其衰变规律为：
上式中：
N p (t0 ) ——初始时刻t0时的母体核数
N p (t1) ——t1时刻剩下的母体核数
——衰变常数
这种方法的缺点是：要获得精确的年代，必须采用很大的样品和很长 的测量时间。 加速器质谱学（AMS）法：
n0 (t)
6.022 1023 12
1.2 1012
me t 8270
6.0 1010 me t 8270
§2.9、放射性活度的单位
1、放射性活度的单位
1）、居里 放射性活度的常用单位为居里
特点：
1）该系成员的质量都是4的整数倍加1, 即4n+1.
2) 由于237Np的半衰期比地球的年龄小很多，地壳中原有的237Np早已变成 209Bi.
说明：
1）除了上述四个放射系外，裂变碎片也往往形成递次衰变的放射系
140 54
Xe14s15450Cs
65 s15460
Ba12.8d 15470
放射源的放射性活度与其质量之比，即单位质量放射源的放射性活度。
单位为：s-1.g-1, Bq.g-1, Ci.g-1. 比放射性反映了放射源物质纯度的高低。
2）、射线强度
放射源在单位时间内放出某种射线的个数。它是不同于放射性活度的另一 物理量。
如果放射源一次衰变只放出一个粒子，则射线强度同活度相同。
则： N D (t1) N p (t1)[e (t1t0 ) 1]
所以：
1
生活中几种重要和常见的放射性元素
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中 ，凡是 原子 核不 稳定 ，过 一些 时 间 自发 变成 其 他 射 性 元 素 已在 工 业 、农 业 、医 疗 卫 生 和 科 学 研 究 原 子 核 的元 素 的统 称 。 这 类 元 素 在 自然 界 中 就 有 数 十种 ，它 们 在 蜕 领 域 得 到 广 泛 应用 。 介绍 几种 放射 性 元素
性 元索 １８ 鲍 意志 Ｍ Ｉ 打 昔 特 川 硝酸 处 ７９ Ｉ范
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有 三 个 系 ：铀 ２ ８ （ 系 ） ３系 铀 、铀 ２ ５ （ 系 ） ３ 锕 、钍
２ ２ （ 系 ） 此 外 还 有 天 然 放 射 性 同 位 素 和 人 工 ３ 钍 。
放 射 性 元 素 （ａｉａｃｉ ｅ ｍｅｔ） ｒｄｏｃｔｅｌ ｎｓ ：在 自然 界 放 射 性 同 位 素 ，多达 １０ ｖ ｅ ８ 多种 以上 。众 所 周 知 ，放
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天然放射系 钍系 铀系 平衡
天然放射系钍系铀系平衡
天然放射系是指自然界中存在的放射性元素所组成的一系列放射性衰变链。
其中比较常见的有钍系和铀系。
钍系是指由钍-232衰变而来的放射性元素所组成的一系列放
射衰变链。
钍-232以α衰变的方式衰变为铅-208，中间经历了14个子核素的α衰变。
钍系常见的衰变产物包括镤、铊、铅等。
铀系是指由铀-238衰变而来的放射性元素所组成的一系列放
射衰变链。
铀-238以α衰变的方式衰变为镤-234，经历了14
个子核素的α衰变链。
铀系常见的衰变产物包括镤、铊、铅等。
平衡是指在一定条件下，放射性元素的生成速率与衰变速率达到了一种相对稳定的状态。
在这种状态下，原始核素和其衰变产物的浓度之比基本保持不变，称为亚稳平衡。
亚稳平衡可用来估算岩石或矿石中放射性元素的含量，从而研究地质过程和历史。
但需要注意的是，平衡状态是一个理想化的假设，实际情况中可能会受到一些因素的干扰，如地质变动、温度、水文作用等。
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三个天然放射系
从镭射气的发现，到卢瑟福和索第的放射性衰变学说得到验证，科学家们对各种放射性物质的衰变现象进行了极为广泛的研究．结果知道了铀能产生镭，镭又产生氡，而氡本身也是放射性的．
氡又将会变成什么呢？铀中的镭又是经过哪些衰变过程产生的呢？这些问题期待着物理学家们去深入研究并加以解决．而放射性衰变现象的发现，本身就否定了以前认为原子是永恒不变的见解．为此，人们必须寻找新的概念，建立新的能反映客观规律的学说．
所谓放射性衰变，就是指某一种特定的放射性元素，能自发地放射“某些特定的射线，从而由一种元素的原子转变为另一种元素的原子的现象，而所放出的射线就是化学元素原子开始衰变的信号．
当然，放射性衰变也存在着一定规律，即它并不是整个物质一下子全都发生衰变，而是在某一瞬间内，衰变的原子数目和已有的放射性原子数成正比．也就是说，只有一定量的原子参与衰变，其它原子则随后继续衰变．
因此，我们在研究放射性衰变时，不仅要知道衰变时放出什么样的射线(或粒子)，生成什么新元素；而且还应知道它们随时间的变化规律，即在单位时间内放射出多少粒子和多少原子发生了衰变．
描述放射性衰变的快慢通常是用半衰期来表示的，所谓半衰期就是指原有放射性原子的数量减少一半所需的时间，其单位用年、月、天、分或秒表示．对于不同的放射性元素，其数值相差很大．例如，铀的半衰期为45亿年，镭的半衰期为1600年，而镭射气—氡的半衰期为3.82天．
经过科学家们的辛勤劳动，现在我们已知道，在自然界中原子序数大于83(铋)的元素都是放射性元素．人们根据它们的衰变特性和衰变产物相互间的关系，可把某一种放射性元素的全部衰变产物排列在一起．这样就能组成该放射性元素的放射系．科学家们发现在自然界中存在三个放射系，即铀－镭系、钍系和铀－锕系．后来，由于对超铀元素的研究，找到了第四个系列，即镎系．
铀－镭系的原始核是铀238，它共经过14次连续衰变，包括8次发射α粒子的衰变和6次发射β粒子的衰变，最后衰变为成为不带放射性的稳定核素铅206．居里夫妇所发现的镭及氡都是这个衰变链的中间产物，故放也称为铀—镭系．
新发现的镎系其起始核是钚241，此放射系共经过13次连续衰变，包括8次α衰变和5次β衰变．终核是由半衰期为3.25小时的铅的同位素铅209衰变后，得到的稳定核素铋209．
钍系衰变系的起始核是钍212，共经过10次连续衰变，包括6次α衰变，4次β衰变，最后衰变成的终核是稳定核素铅208．
铀－锕系衰变的起始核是铀的一种同位素铀235，共经过11次连续衰变，其中7次是α衰变和4次β衰变，终核是稳定核素铅207．
我们知道，在α衰变中放射的是α粒子，其质量数和氦核相等，故衰变后的核质量数与原来要差4个单位．同时α粒子带2个单位正电荷，故衰变产物的原子序数要差2．而β衰变时，衰变产物的质量数不变，原子序数要增加1．
由此可知，在衰变链中，各种衰变产物的原子量都和4的正整数倍有关．并可得出以下结论，即钍系衰变链产物的原子量符合4n(n为正整数)规则．铀系符合4n十2的规则，锕系符合4n十3的规则．于是人们推测一定还存在符合4n十l的放射系列．后来经过科学家的努力，结果在本世纪五十年代中期，找到了镎系衰变链的产物，的确能满足4n十1的规则．因此有人按照质量数规律将放射性核素分成4n，4n十1，4n十2和4n十3四个放射系．
此外，我们从衰变链中可以看出，在某些环节上某一放射性核素可以存在两种衰变方式．这些精细结构都是随着测量精度的提高而逐渐发现的，而且今后仍有可能会找到某些更复杂的形式，对衰变链进行补充和修正．
如果我们更仔细观察这些衰变链，还可以发现一个十分有用的规律．即当α衰变时，由于失去2个单位正电荷，其子体位置将是位于周期表上母体左边两格的元素；β衰变时，生成的子体应是位于周期表中母体右边一格的元素．这就是索第首先发现的位移定律，它对近代原子核理论起过很大作用，即使今天仍非常有用．
另外，从衰变链中还可看到一些化学性质完全相同，并具有同样原子序数，在周期表中处于同一位置的元素．如原子序数为90的钍元素，在四个衰变链中共有钍227到钍234七个核素．它们的原子量各不相同，更重要的是它们的放射性衰变特性也完全不同，即核特性截然不同．
如钍234衰变时放出β粒子，变成同镤234．而钍230却进行α衰变，变成镭226．它们的半衰期也相差很大，前者为24.1天，后者却是8万年．我们把在元素周期表中占据同一位置，质子数相同而中子数不同的元素叫做同位素．稳定元素也有同位素，如三个天然放射系的最终产物都是稳定的铅同位素，它们分别为铅206、铅207、铅208．虽然稳定同位素不会衰变，但它们的核特性差别也很大，铅207吸收热中子的能力要比铅208高出一千多倍．
最后，从铀系衰变链中，可以看到一种奇特现象，即存在着两种不同半衰期的镤，一种是1.18分的镤234；另一种是6.7小时的镤234，但它们的原子序数和原子量都相同．
我们把这种原子序数和原子量都相同，而衰变特性不同的这些放射性核素所处的状态，称作为同质异能态，这种状态在自然界中是比较少见的．
本文选自大科普网。