La série du thorium est l’une des trois séries radioactives classiques commençant par le thorium-232 d’origine naturelle. Cette chaîne de désintégration radioactive est constituée de noyaux atomiques lourds instables qui se désintègrent par une séquence de désintégrations alpha et bêta jusqu’à l’obtention d’un noyau stable. Dans le cas de la série du thorium, le noyau stable est le plomb-208.
Étant donné que la désintégration alpha représente la désintégration d’un noyau parent en un noyau fille par l’émission du noyau d’un atome d’hélium (qui contient quatre nucléons), il n’y a que quatre séries de désintégration. Dans chaque série, par conséquent, le nombre de masse des membres peut être exprimé comme quatre fois un nombre entier approprié (n) plus la constante pour cette série. En conséquence, la série du thorium est connue sous le nom de série 4n.
L’ énergie totale libérée du thorium-232 au plomb-208, y compris l’énergie perdue par les neutrinos, est de 42,6 MeV.
Activité des échantillons naturels – Série Thorium
La cascade de thorium influence de manière significative la radioactivité ( désintégrations par seconde) des échantillons naturels et des matériaux naturels. Tous les descendants sont présents, au moins de manière transitoire, dans tout échantillon naturel contenant du thorium, qu’il soit métallique, composé ou minéral. Par exemple, le thorium-232 purest faiblement radioactif (proportionnel à sa longue demi-vie), mais un minerai de thorium est environ 10 fois plus radioactif que le métal thorium-232 pur en raison de ses isotopes descendants (par exemple radon, radium, etc.) qu’il contient. Non seulement les isotopes instables du radium sont d’importants émetteurs de radioactivité, mais en tant qu’étape suivante de la chaîne de désintégration, ils génèrent également du radon, un gaz radioactif lourd, inerte et naturel. De plus, la chaleur de désintégration du thorium et de ses produits de désintégration (par exemple le radon, le radium, etc.) contribue au réchauffement du noyau terrestre. Avec l’uranium et le potassium 40 dans le manteau terrestre, on pense que ces éléments sont la principale source de chaleur qui maintient le noyau de la Terre liquide.
Types de décomposition dans la série Thorium
Au sein de chaque série radioactive, il existe deux principaux modes de désintégration radioactive:
- Désintégration alpha. La désintégration alpha représente la désintégration d’un noyau parent en un noyau fille par l’émission du noyau d’un atome d’hélium. Les particules alpha sont constituées de deux protons et de deux neutrons liés ensemble en une particule identique à un noyau d’hélium. Du fait de sa très grande masse (plus de 7000 fois la masse de la particule bêta) et de sa charge, elle ionise la matière lourde et a une portée très courte .
- Désintégration bêta. La désintégration bêta ou la désintégration β représente la désintégration d’un noyau parent en un noyau fille par l’émission de la particule bêta. Les particules bêta sont des électrons ou des positrons à haute énergie et à grande vitesse émis par certains types de noyaux radioactifs tels que le potassium-40. Les particules bêta ont une plus grande plage de pénétration que les particules alpha, mais encore beaucoup moins que les rayons gamma. Les particules bêta émises sont une forme de rayonnement ionisant également connu sous le nom de rayons bêta. La production de particules bêta est appelée désintégration bêta.
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