Serie de dezintegrare
serie secvențială de dezintegrări radioactive succesive / From Wikipedia, the free encyclopedia
În fizica și chimia nucleară, seria de dezintegrare (numită și lanț de dezintegrare, familie de dezintegrare sau radioactivitate in cascadă) reprezintă o serie secvențială de evenimente de dezintegrare succesive, genetic legate prin intermediul unor produși de dezintegrare intermediari. Majoritatea radioizotopilor nu se transformă direct într-un izotop stabil, ci suferă o serie de dezintegrări până la trecerea într-o formă finală, stabilă.
Etapele de dezintegrare sunt denumite în funcție de relațiile lor anterioare sau ulterioare. Un izotop părinte este acel radioizotop care suferă un eveniment de dezintegrare radioactivă, transformându-se într-un izotop fiică. Acest izotop fiică poate fi stabil sau se poate dezintegra la rândul său, dând naștere unui izotop fiică propriu; acest „izotop nepoată” este genetic legat de părintele fiicei, deci de „bunicul” său.
Timpul necesar pentru un singur atom părinte să se transforme prin dezintegrare într-un atom al izotopului fiică poate varia în limite largi, nu numai între perechile părinte-fiică dar – de asemenea – în mod aleatoriu între perechi identice de izotopi părinte și izotopi fiică. Dezintegrarea fiecărui atom are loc spontan, dezintegrarea unei populații inițiale de atomi identici într-un interval de timp t urmând o distribuție de dezintegrare exponențială e−λt, unde λ reprezintă așa-numita constantă de dezintegrare. Una dintre proprietățile unui radioizotop este perioada (timpul) de înjumătățire, respectiv timpul în care jumătate dintr-un număr inițial de nuclee de radioizotop părinte identice se dezintegrează la fiicele lor, fiind invers proporțională cu λ. Perioadele de înjumătățire au fost determinate pentru majoritatea radioizotopilor, variind de la fracțiuni de secundă la 1019 ani sau mai mult.
Produșii de dezintegrare intermediari au o radioactivitate egală cu cea a radioizotopului părinte (adică există un raport unu-la-unu între numărul de dezintegrări în etapele succesive de dezintegrare), dar cantitatea de energie eliberată în fiecare din aceste etape este diferită. Dacă eventual starea de echilibru este atinsă, fiecare izotop fiică succesiv este prezent într-o cantitate direct proporțională cu timpul său de înjumătățire; cum însă activitatea este invers proporțională cu perioada de înjumătățire, fiecare nuclid din lanțul de dezintegrare contribuie în cele din urmă cu tot atâtea evenimente de dezintegrare ca și nuclidul părinte, chiar dacă nu cu acceași energie. De exemplu, 238U prezintă o radioactivitate slabă, dar pehblenda este de 13 ori mai activă comparativ cu uraniul metalic; fenomenul se datorează prezenței radiului și a celorlalți radioizotopi fiică genetic produși. Pe lângă faptul că sunt destul de activi, izotopii radiului generează în următoarea etapă de dezintegrare radon, un gaz inert radioactiv greu, care se poate acumula în spații închise precum subsolurile caselor sau mine subterane.[1]