Cadena de desintegració

Es diu cadena de desintegració al conjunt dels radioisòtops que es generen durant el procés per mig del qual un isòtop radiactiu decau en un atre isòtop (cridat fill), i este a la seua volta decau o es desintegra en un atre isòtop i aixina successivament fins a alcançar un isòtop estable.

Formes de desintegració que donen lloc a les cadenes

La forma de decaiguda dependrà dels modos d'emissió més provables de cada isòtop, sent lo més comú que siguen gamma, beta o alfa.

Existixen també possibilitats d'atres tipos de desintegració, com per eixemple la fissió espontànea, la captura electrònica o l'emissió de neutrons lliures.

Per eixemple, si un isòtop cridat Urani-238, que té una provabilitat d'un 100 % de desintegrar-se per mig d'emissió alfa, com l'Urani té 92 protones i 146 neutrons, una decaiguda alfa que implica perdre 2 protones i 2 neutrons, faria aplegar al núclido en 90 protones i 144 neutrons, és dir, al Tori-234. L'element químic canvia degut a que és el número de protones (i electrons quan l'element es troba en un estat neutre eléctricamente) el que determina açò.

Eixe isòtop a la seua volta tampoc és estable, sino que es desintegra per mig d'un modo beta menys (un neutró es desintegra en un protón, un electró i un antineutrino electrònic), també en un 100 % de provabilitat, tindrem un nou isòtop quan es desintegre en 91 protones i 143 neutrons. Eixe isòtop és el Protactinio-234.

Aixina successivament, fins a aplegar al Plom-206 la vida mija del qual és massa llarga per a poder ser medida, és dir, un isòtop que se supon estable.

Cadenes de desintegració naturals

L'eixemple de cadena que apareix en l'apartat anterior és el començ d'una de les cadenes naturals, és dir, les cadenes radiactives d'elements que existixen des de l'existència de la Terra en la corfa de la mateixa.

Hi ha 4 cadenes de desintegració naturals: 4n, 4n+1, 4n+2 i 4n+3. Eixos noms es donen perque a qualsevol dels integrants de la cadena radiactiva se li pot restar el número que apareix en la suma i dividir-ho per 4, donant sempre un número entero. Eixe és ademés un método per a identificar la cadena a la que pertany un isòtop natural (llevat els cosmogénicos).

• 4n: Tori-232.
• 4n+1: Neptuni-237.
• 4n+2: Urani-238.
• 4n+3: Urani-235.

La 4n+1 ha desaparegut totalment de la Terra perque té una vida mija moltes voltes menor que el temps de vida de la Terra. No obstant es pot generar l'isòtop i tota la seua cadena radiactiva de forma artificial, utilisant els neutrons produïts en els reactors nuclears o en acceleradors.

Série del tori

La desintegració del Th-232 se li coneix comunament com la família radiactiva del Tori. En la taula següent, la lletra 'a' representa un any típic (365,25 dies).

Núclido	Modo de desintegració	Periodo de semidesintegración	Energia despresa (MeV)	Producte de desintegració
Th 232	α	1,405·1010 a | align="center"| 4,081	Ra 228
Ra 228	β-	5,75 a | align="center"| 0,046	Ac 228
Ac 228	β-	6,25 h	2,124	Th 228
Th 228	α	1,9116 a | align="center"| 5,520	Ra 224
Ra 224	α	3,6319 d	5,789	Rn 220
Rn 220	α	55,6 s	6,404	Po 216
Po 216	α	0,145 s	6,906	Pb 212
Pb 212	β-	10,64 h	0,570	Bi 212
Bi 212	β- 64.06% α 35.94%	60,55 min	2,252 6.208	Po 212 Tl 208
Po 212	α	299 ns	8,955	Pb 208
Tl 208	β-	3,053 min	4,999	Pb 208
Pb 208	.	estable	.	.

Série de l'urani

A la cadena radiactiva de el U-238 li la coneix comunament com la família radiactiva del radi.

Núclido	Modo de desintegració	Periodo de semidesintegración	Energia despresa (MeV)	Producte de desintegració
O 238	α	4.468·109 a | align="center"| 4,270	Th 234
Th 234	β-	24,10 d	0,273	Pa 234
Pa 234	β-	6,70 h	2,197	O 234
O 234	α	245500 a | align="center"| 4,859	Th 230
Th 230	α	75380 a | align="center"| 4,770	Ra 226
Ra 226	α	1602 a | align="center"| 4,871	Rn 222
Rn 222	α	3,8235 d	5,590	Po 218
Po 218	α 99.98 % β- 0.02 %	3,10 min	6,115 0,265	Pb 214 At 218
At 218	α 99.90 % β- 0.10 %	1,5 s	6.874 2.883	Bi 214 Rn 218
Rn 218	α	35 ms	7.263	Po 214
Pb 214	β-	26.8 min	1.024	Bi 214
Bi 214	β- 99.98 % α 0.02 %	19.9 min	3.272 5.617	Po 214 Tl 210
Po 214	α	0.1643 ms	7.883	Pb 210
Tl 210	β-	1.30 min	5.484	Pb 210
Pb 210	β-	22.3 a | align="center"| 0.064	Bi 210
Bi 210	β- 99.99987% α 0.00013%	5.013 d	1.426 5.982	Po 210 Tl 206
Po 210	α	138.376 d	5.407	Pb 206
Tl 206	β-	4.199 min	1.533	Pb 206
Pb 206	-	estable	-	-

Série de l'actini

Núclido	Modo de desintegració	Periodo de semidesintegración	Energia despresa (MeV)	Producte de desintegració
Pu 239	α	2.41·104 a | align="center"| 5.244	O 235
O 235	α	7.04·108 a | align="center"| 4.678	Th 231
Th 231	β-	25.52 h	0.391	Pa 231
Pa 231	α	32760 a | align="center"| 5.150	Ac 227
Ac 227	β- 98.62% α 1.38%	21.772 a | align="center"| 0.045 5.042	Th 227 Fr 223
Th 227	α	18.68 d	6.147	Ra 223
Fr 223	β-	22.00 min	1.149	Ra 223
Ra 223	α	11.43 d	5.979	Rn 219
Rn 219	α	3.96 s	6.946	Po 215
Po 215	α 99.99977% β- 0.00023%	1.781 ms	7.527 0.715	Pb 211 At 215
At 215	α	0.1 ms	8.178	Bi 211
Pb 211	β-	36.1 m	1.367	Bi 211
Bi 211	α 99.724% β- 0.276%	2.14 min	6.751 0.575	Tl 207 Po 211
Po 211	α	516 ms	7.595	Pb 207
Tl 207	β-	4.77 min	1.418	Pb 207
Pb 207	.	estable	.	.

Série del neptuni

Núclido	Modo de desintegració	Periodo de semidesintegración	Energia despresa (MeV)	Producte de desintegració
Pu 241	β-	14,4 a | align="center"| 0,021	Am 241
Am 241	α	432,7 a | align="center"| 5,638	Np 237
Np 237	α	2,14·106 a | align="center"| 4,959	Pa 233
Pa 233	β-	27,0 d	0,571	O 233
O 233	α	1,592·105 a | align="center"| 4,909	Th 229
Th 229	α	7.54·104 a | align="center"| 5.168	Ra 225
Ra 225	β-	14,9 d	0,36	Ac 225
Ac 225	α	10,0 d	5,935	Fr 221
Fr 221	α	4,8 m	6,3	At 217
At 217	α	32 ms	7,0	Bi 213
Bi 213	α	46.5 m	5,87	Tl 209
Tl 209	β-	2.2 min	3,99	Pb 209
Pb 209	β-	3,25 h	0,644	Bi 209
Bi 209	α	1,9·1019 a | align="center"| 3,14	Tl 205
Tl 205	.	estable	.	.

Referències

• L. Garzón Ruiperez. Radiactivitat i Mig ambient. Universitat d'Oviedo. 1979. ISBN 84-7468-015-8

Commons

• Wikimedia Commons alberga contingut multimèdia sobre Cadena de desintegració.