La série de l’uranium, également connue sous le nom de série du radium, est l’une des trois séries radioactives classiques commençant par l’ uranium-238 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 de l’uranium, le noyau stable est le plomb-206.
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 de l’uranium est connue sous le nom de série 4n+2.
L’ énergie totale libérée de l’uranium-238 au plomb-206, y compris l’énergie perdue par les neutrinos, est de 51,7 MeV.
Série Uranium et Uranium-234
L’isotope de l’uranium 234 fait partie de cette série. Cet isotope a une demi-vie de seulement 2,46×105 ans et n’appartient donc pas aux nucléides primordiaux (contrairement à 235U et 238U ). D’autre part, cet isotope est toujours présent dans la croûte terrestre, mais cela est dû au fait que 234U est un produit de désintégration indirecte de 238U . 238U se désintègre par désintégration alpha en 234U. 234U se désintègre par désintégration alpha en 230Th, à l’exception d’une très petite fraction (de l’ordre du ppm) de noyaux qui se désintègre par fission spontanée.
Dans un échantillon naturel d’uranium, ces noyaux sont présents dans les proportions inaltérables de l’ équilibre radioactif de la filiation 238U à raison d’un atome de 234U pour environ 18 500 noyaux de 238U. Du fait de cet équilibre ces deux les isotopes ( 238U et 234U) contribuent à parts égales à la radioactivité de l’uranium naturel.
Activité des échantillons naturels – Série Uranium
La cascade d’ uranium influence significativement la radioactivité (désintégrations par seconde) d’échantillons naturels et de matériaux naturels. Tous les descendants sont présents, au moins transitoirement, dans tout échantillon contenant de l’uranium naturel, qu’il soit métallique, composé ou minéral. Par exemple, l’uranium 238 pur est faiblement radioactif (proportionnellement à sa longue demi-vie), mais un minerai d’uranium est environ 13 fois plus radioactif que l’uranium 238 pur en raison de ses isotopes descendants (par exemple radon, radium, etc.) 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 de l’uranium et de ses produits de désintégration (par exemple le radon, le radium, etc.) contribue au réchauffement du noyau terrestre.
Types de désintégration dans les séries d’uranium
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.
Voir également:
Série radioactive
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