Khác biệt giữa các bản “Nguyên tố phóng xạ tự nhiên”
 
(Không hiển thị 5 phiên bản của 2 người dùng ở giữa)
Dòng 1: Dòng 1:
−
==Định nghĩa==
+
Một nguyên tố được gọi là nguyên tố phóng xạ nếu tất cả các đồng vị của nó đều là đồng vị phóng xạ, không có đồng vị nào là bền. '''Nguyên tố phóng xạ tự nhiên''' là nguyên tố phóng xạ có trong tự nhiên với nồng độ đáng kể.
−
Một nguyên tố được gọi là nguyên tố phóng xạ nếu tất cả các đồng vị của nó đều là đồng vị phóng xạ, không có đồng vị nào là bền. Những nguyên tố phóng xạ có trong tự nhiên với nồng độ đáng kể gọi là '''nguyên tố phóng xạ tự nhiên''' (NTPXTN).
 
  
−
NTPXTN được tìm thấy đầu tiên được liệt kê trong bảng 1.
+
Những nguyên tố phóng xạ tự nhiên được tìm thấy đầu tiên được liệt kê trong bảng dưới.
  
−
{| class="wikitable"
+
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; border: none;"
 
|+ Bảng 1. Các nguyên tố phóng xạ tự nhiên
 
|+ Bảng 1. Các nguyên tố phóng xạ tự nhiên
 
|-
 
|-
−
! Điện tích hạt nhân Z !! Tên và ký hiệu hoá học !! Đồng vị sống dài nhất !! Người và năm phát minh !! Đặc điểm quan trọng
+
! style="width: 3em; margin-left: auto; margin-right: auto;" | Điện tích hạt nhân Z !! style="width: 10em;" | Tên và ký hiệu hoá học !! style="width: 15em;" | Đồng vị sống dài nhất !! style="width: 10em;" | Người và năm phát minh !! style="width: 15em;" | Đặc điểm quan trọng
 
|-
 
|-
−
| 84 || Poloni (Po) || 209Po (102 năm) || 1898 P.& M. Curie || Về mặt hoá học giống tellur
+
| 84 || Poloni (Po) || <sup>209</sup>Po (102 năm) || 1898 P.& M. Curie || Về mặt hoá học giống tellur
 
|-
 
|-
−
| Example || Example || Example || Example || Example
+
| 85 || Astati (At) || <sup>210</sup>At (8,1 h) || 1940 Corson, McKenzie & Segrè || Thuộc nhóm halogen, ở dạng đơn chất dễ bay hơi
 +
|-
 +
| 86 || Radon (Rn) || <sup>222</sup>Rn (3,62 ngày) || 1900 Rutherford, Soddy || Khí trơ
 +
|-
 +
| 87 || Franxi (Fr) || <sup>223</sup>Fr (22 min) || 1939 Perey || Kim loại kiềm thổ, về hoá học rất giống Xêsi
 +
|-
 +
| 88 || Rađi (Ra) || <sup>226</sup>Ra (1600 năm) || 1898 P.& M. Curie || Kim loại kiềm thổ, về hoá học rất giống bari
 +
|-
 +
| 89 || Actini (Ac) || <sup>227</sup>Ac (21,6 năm) || 1899 Debierne || Về mặt hoá học giống lantanit, tính bazơ mạnh hơn
 +
|-
 +
| 90 || Thori (Th) || <sup>232</sup>Th (1,41.10<sup>10</sup> năm) || 1828 Berzelius || Thường chỉ thể hiện hoá trị (IV), Tạo ra nhiều phức chất, Th<sup>4+</sup> thuỷ phân mạnh, về mặt hoá học giống Ce<sup>4+</sup>, Zr<sup>4+</sup>, Hf<sup>4+</sup>.
 +
|-
 +
| 91 || Protactini (Pa) || <sup>231</sup>Pa (3,28.10<sup>4</sup> năm) || 1917 Hahn & Meitner || Chủ yếu có số oxi hoá (V), ion Pa<sup>5+</sup> bị thuỷ phân mạnh trong dung dịch, tạo phức mạnh, hình thành keo phóng xạ.
 +
|-
 +
| 92 || Urani (U) || <sup>238</sup>U (4,47.10<sup>9</sup> năm) || 1789 Klaproth || Thể hiện các số oxi hoá từ (III) đến (VI) (-u tiên hoá trị (VI), tạo thành các ion U<sup>4+</sup>, UO<sub>2</sub><sup>+</sup> và UO<sub>2</sub><sup>2+</sup> trong dung dịch.)
 
|}
 
|}
−
 
−
 
−
85
 
−
Astati
 
−
(At)
 
−
210At
 
−
(8,1 h)
 
−
1940
 
−
Corson,
 
−
McKenzie &
 
−
Segrè
 
−
thuộc nhóm halogen, ở
 
−
dàng đơn chất dễ bay hơi
 
−
86
 
−
Radon
 
−
(Rn)
 
−
222Rn
 
−
(3,62 ngày)
 
−
1900
 
−
Rutherford,
 
−
Soddy
 
−
Khí trơ
 
−
87
 
−
Franxi
 
−
(Fr)
 
−
223Fr
 
−
(22 min)
 
−
1939
 
−
Perey
 
−
Kim loại kiềm thổ, về hoá
 
−
học rất giống Xêsi
 
−
88
 
−
Rađi
 
−
(Ra)
 
−
226Ra
 
−
(1600 năm)
 
−
1898
 
−
P.& M. Curie
 
−
Kim loại kiềm thổ, về hoá
 
−
học rất giống bari
 
−
89
 
−
Actini
 
−
(Ac)
 
−
227Ac
 
−
(21,6 năm)
 
−
1899
 
−
Debierne
 
−
Về mặt hoá học giống
 
−
lantanit, tính bazơ mạnh
 
−
hơn
 
−
90
 
−
Thori
 
−
(Th)
 
−
232Th
 
−
(1,41.1010 năm)
 
−
1828
 
−
Berzelius
 
−
Th-ờng chỉ thể hiện hoá trị
 
−
(IV), Tạo ra nhiều phức
 
−
chất, Th4+ thuỷ phân mạnh,
 
−
về mặt hoá học giống Ce4+
 
−
,
 
−
2
 
−
Zr4+, Hf4+
 
−
.
 
−
91
 
−
Protactini
 
−
(Pa)
 
−
231Pa
 
−
(3,28.104
 
−
năm)
 
−
1917
 
−
Hahn &
 
−
Meitner
 
−
Chủ yếu có số oxi hoá (V),
 
−
ion Pa5+ bị thuỷ phân mạnh
 
−
trong dung dịch, tạo phức
 
−
mạnh, hình thành keo
 
−
phóng xạ.
 
−
92
 
−
Urani
 
−
(U)
 
−
238U
 
−
(4,47.109
 
−
năm)
 
−
1789
 
−
Klaproth
 
−
Thể hiện các số oxi hoá từ
 
−
(III) đến (VI) (-u tiên hoá
 
−
trị (VI), tạo thành các ion
 
−
U
 
−
4+, UO2
 
−
+
 
−
và UO2
 
−
2+ trong
 
−
dung dich.
 
  
 
Các nguyên tố urani và thori đã được các nhà hóa học biết từ lâu trước khi phát hiện ra hiện tượng phóng xạ. Chúng có mặt trong nhiều loại quặng, đất đá, nước sông biển, không khí và trong cơ thể động thực vật. Một số đồng vị của urani và thori có thời gian bán hủy dài đến mức là chúng đã có mặt trong vỏ trái đất từ khi quả đất hình thành cho đến tận bây giờ.
 
Các nguyên tố urani và thori đã được các nhà hóa học biết từ lâu trước khi phát hiện ra hiện tượng phóng xạ. Chúng có mặt trong nhiều loại quặng, đất đá, nước sông biển, không khí và trong cơ thể động thực vật. Một số đồng vị của urani và thori có thời gian bán hủy dài đến mức là chúng đã có mặt trong vỏ trái đất từ khi quả đất hình thành cho đến tận bây giờ.
Dòng 114: Dòng 31:
 
Các đồng vị của thori và urani là các đồng vị mẹ của 3 họ phóng xạ: họ thori, họ urani-radi và họ actini.
 
Các đồng vị của thori và urani là các đồng vị mẹ của 3 họ phóng xạ: họ thori, họ urani-radi và họ actini.
  
−
*Họ phóng xạ thori bao gồm các đồng vị con cháu: Th-232; Ra 228 (MsTh1); Ac 238 (MsTh2); Th228 (RdTh); Ra-224 (ThX); Rn-220 (Tn); Po-216 (ThA); Pb-212(ThB); Bi-212(ThC); Po-212
+
*Họ phóng xạ thori bao gồm các đồng vị con cháu: Th-232; Ra 228 (MsTh<sub>1</sub>); Ac 238 (MsTh<sub>2</sub>); Th228 (RdTh); Ra-224 (ThX); Rn-220 (Tn); Po-216 (ThA); Pb-212(ThB); Bi-212(ThC); Po-212
 
(ThC’); Tl-208 (ThC’’); Pb-208 (ThD)
 
(ThC’); Tl-208 (ThC’’); Pb-208 (ThD)
  
−
*Họ phóng xạ urani-radi bao gồm: U-238 (UI); Th-234 (UX1); Pa-234 (UX2); Pa-234 (UZ); U234(UII); Th-230(I0); Ra-226; Rn (222); Po-218 (RaA); Pb-214(RaB); At-218 Bi-214(RaC);Po214(RaC’);Th-210(RaC’’);Pb-210(RaD);Hg-206;Bi-210 (RaE);Tl-206 (RaE’); Po-210(Ra F); Pb206 (RaG)
+
*Họ phóng xạ urani-radi bao gồm: U-238 (UI); Th-234 (UX<sub>1</sub>); Pa-234 (UX<sub>2</sub>); Pa-234 (UZ); U234(UII); Th-230(I<sub>0</sub>); Ra-226; Rn (222); Po-218 (RaA); Pb-214(RaB); At-218 Bi-214(RaC);Po214(RaC’);Th-210(RaC’’);Pb-210(RaD);Hg-206;Bi-210 (RaE);Tl-206 (RaE’); Po-210(Ra F); Pb206 (RaG)
  
 
*Họ phóng xạ actini bao gồm: U-235 (AcU); Th-232 (UY); Pa-231; Ac-235; Th-227(RdAc);Fr223 (AcK); Ra-223 (AcX); At-219; Rn-219(An); Bi-215; Po-215 (Ac);Pb-211 (AcB); At-215; Bi211 (AcC); Po-211m; Po211(Ac’); Tl-207 (AcC’’); Pb-224 (AcD)
 
*Họ phóng xạ actini bao gồm: U-235 (AcU); Th-232 (UY); Pa-231; Ac-235; Th-227(RdAc);Fr223 (AcK); Ra-223 (AcX); At-219; Rn-219(An); Bi-215; Po-215 (Ac);Pb-211 (AcB); At-215; Bi211 (AcC); Po-211m; Po211(Ac’); Tl-207 (AcC’’); Pb-224 (AcD)
  
−
Một phần nhỏ các chất phóng xạ trong tự nhiên nằm trong khí quyển là các nguyên tố nhẹ, nh- 14C, 10Be, 7Be và 3H. Bảng 2. thống kê các nguyên tố phóng xạ tự nhiên có thời gian bán huỷ > 1 ngày
+
Một phần nhỏ các chất phóng xạ trong tự nhiên nằm trong khí quyển là các nguyên tố nhẹ, như <sup>14</sup>C, <sup>10</sup>Be, <sup>7</sup>Be và <sup>3</sup>H. Bảng 2 thống kê các nguyên tố phóng xạ tự nhiên có thời gian bán huỷ > 1 ngày.
  
−
Bảng 2. Các đồng vị phóng xạ tự nhiên có thời gian bán hủy > 1 ngày
+
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; border: none;"
 +
|+ Bảng 2. Các đồng vị phóng xạ tự nhiên có thời gian bán hủy > 1 ngày
 +
|-
 +
! style="width:5em;" | Ký hiệu !! Thời gian bán huỷ !! Dạng bức xạ !! style="width:10em;" | Hàm lượng đồng vị trong tự nhiên (%) !! style="width:10em;" | Chú thích
 +
|-
 +
| <sup>238</sup>U (UI=Urani) || 4,47.10<sup>9</sup>(năm) || &alpha;, &gamma;, e<sup>-</sup>(sf) || 99,276 || style="border-style: none solid none solid;" |
 +
|-
 +
| <sup>234</sup>U (UII) || 2,44.10<sup>5</sup>(năm) || &alpha;, &gamma;, e<sup>-</sup>(sf) || 0,0055 || style="border-style: none solid none solid;" |
 +
|-
 +
| <sup>234</sup>Th (UX1) || 24,1 (ngày) || &beta;<sup>-</sup>, &gamma;, e<sup>-</sup> ||  || style="border-style: none solid none solid;" |
 +
|-
 +
| <sup>230</sup>Th (Ioni) || 7,7.10<sup>4</sup>(năm) || &alpha;, &gamma; (sf) || || style="border-style: none solid none solid;" |
 +
|-
 +
| <sup>236</sup>Ra (Radi) || 1600 (năm) || &alpha;, &gamma; || || style="border-style: none solid none solid;" | Họ urani
 +
|-
 +
| <sup>222</sup>Rn (Radon) || 3,82 (ngày) || &alpha;, &gamma; || || style="border-style: none solid none solid;" |
 +
|-
 +
| <sup>210</sup>Po (RaF) || 138,4 (ngày) || &alpha;, &gamma; || || style="border-style: none solid none solid;" |
 +
|-
 +
| <sup>210</sup>Bi (RaE) || 5,0 (ngày) || &beta;<sup>-</sup>, &gamma;(&alpha;) || || style="border-style: none solid none solid;" |
 +
|-
 +
| <sup>210</sup>Pb (RaD) || 22,3 (năm) || &beta;<sup>-</sup>, &gamma;, e<sup>-</sup>(&alpha;) || || style="border-style: none solid none solid;" |
 +
|-
 +
| <sup>235</sup>U (AcU=Actinourani) ||  7,04.10<sup>4</sup>(năm) || &alpha;, &gamma; (sf) || 0,720 || style="border-style: solid solid none solid;" |
 +
|-
 +
| <sup>231</sup>Th (UY) || 25,5 (giờ) || &beta;<sup>-</sup>, &gamma; || || style="border-style: none solid none solid;" |
 +
|-
 +
| <sup>231</sup>Pa (Protactini) || 3,28.10<sup>4</sup>(năm) || &alpha;, &gamma; || || style="border-style: none solid none solid;" | Họ actini
 +
|-
 +
| <sup>227</sup>Th (RdAc=Radioactini) || 18,72 (ngày) || &alpha;, &gamma;, e<sup>-</sup> || || style="border-style: none solid none solid;" |
 +
|-
 +
| <sup>227</sup>Ac (Actini) || 21,6 (năm) || &beta;<sup>-</sup>, &gamma;, e<sup>-</sup>(&alpha;) || || style="border-style: none solid none solid;" |
 +
|-
 +
| <sup>223</sup>Ra (AcX=Actini X) || 11,43 (ngày) || &alpha;, &gamma; || || style="border-style: none solid solid solid;" |
 +
|-
 +
| <sup>232</sup>Th (Thori) || 1,405.10<sup>10</sup> (năm) || &alpha;, &gamma;, e<sup>-</sup>(sf) || 100 || style="border-style: none solid none solid;" |
 +
|-
 +
| <sup>228</sup>Th (RdTh=Radiothori) || 1,91.10<sup>9</sup>(năm) || &alpha;, &gamma;, e<sup>-</sup> || || style="border-style: none solid none solid;" |
 +
|-
 +
| <sup>228</sup>Ra (MsTh1=Mesothori 1) || 5,75 (năm) ||&beta;<sup>-</sup>, &gamma;, e<sup>-</sup> || || style="border-style: none solid none solid;" | Họ thori
 +
|-
 +
| <sup>224</sup>Ra (ThX=Thori X) || 3,66 (ngày) || &alpha;, &gamma; || || style="border-style: none solid solid solid;" |
 +
|-
 +
| <sup>204</sup>Pb || 1,4.10<sup>17</sup> (năm) || &alpha; || 1,4 ||
 +
|-
 +
| <sup>190</sup>Pt || 6,1.10<sup>11</sup> (năm) || &alpha; || 0,0127 ||
 +
|-
 +
| <sup>186</sup>Os || 2,0.10<sup>15</sup> (năm) || &alpha; || 1,6 ||
 +
|-
 +
| <sup>187</sup>Re || 5.10<sup>10</sup> (năm) || &beta;<sup>-</sup> || 62,60 ||
 +
|-
 +
| <sup>174</sup>Hf || 2,0.10<sup>15</sup> (năm) || &alpha; || 0,18 ||
 +
|-
 +
| <sup>176</sup>Lu || 3,6.10<sup>9</sup>(năm) || &beta;<sup>-</sup>, &gamma;, e<sup>-</sup> || 2,60 ||
 +
|-
 +
| <sup>152</sup>Gd || 1,1.10<sup>14</sup> (năm) || &alpha; || 0,20 ||
 +
|-
 +
| <sup>147</sup>Sm || 1,05.10<sup>11</sup> (năm) || &alpha; || 15,0 ||
 +
|-
 +
| <sup>148</sup>Sm || 7.10<sup>15</sup> (năm) || &alpha; || 11,2 ||
 +
|-
 +
| <sup>144</sup>Nd || 2,1.10<sup>15</sup> (năm) || &alpha; || 23,9 ||
 +
|-
 +
| <sup>138</sup>La || 1,35.10<sup>11</sup> (năm) || &epsilon;, &beta;<sup>-</sup>, &gamma; || 0,09 ||
 +
|-
 +
| <sup>123</sup>Te || 1,24.10<sup>13</sup> (năm) || &epsilon; || 0,87 ||
 +
|-
 +
| <sup>115</sup>In || 5,1.10<sup>15</sup> (năm) || &beta;<sup>-</sup> || 95,7 ||
 +
|-
 +
| <sup>113</sup>Cd || 9.10<sup>15</sup> (năm) || &beta;<sup>-</sup> || 12,3 ||
 +
|-
 +
| <sup>87</sup>Rb || 4,7.10<sup>10</sup> (năm) || &beta;<sup>-</sup> || 27,83 ||
 +
|-
 +
| <sup>40</sup>K || 1,28.10<sup>9</sup>(năm) || &beta;<sup>-</sup>, &epsilon;, &beta;<sup>+</sup>, &gamma; || 0,012 ||
 +
|-
 +
| <sup>14</sup>C || 5730 (năm) || &beta;<sup>-</sup> || || style="border-style: none solid none solid;" |
 +
|-
 +
| <sup>10</sup>Be || 1,6.10<sup>6</sup> (năm) || &beta;<sup>-</sup> || || style="border-style: none solid none solid;" | Xuất hiện trong khí quyển do các tia vũ trụ
 +
|-
 +
| <sup>7</sup>Be || 53,4 (ngày) || &epsilon;, &gamma; || || style="border-style: none solid none solid;" |
 +
|-
 +
| <sup>3</sup>H || 12,346 (năm) || &beta;<sup>-</sup> || || style="border-style: none solid solid solid;" |
 +
|}
  
−
Ký hiệu Thời gian
+
==Nguồn gốc và phân bố==
−
bán huỷ
 
−
Dạng bức
 
−
xạ
 
−
Hàm
 
−
l-ợng
 
−
đồng vị
 
−
trong tự
 
−
nhiên (%)
 
−
Chú thích
 
−
238U (UI=Urani) 4,47.109(năm) α,γ,e-(sf) 99,276
 
−
234U (UII) 2,44.105(năm) α,γ,e-(sf) 0,0055
 
−
234Th (UX1) 24,1 (ngày) β-,γ,e
 
−
230Th (Ioni) 7,7.104(năm) α,γ (sf)
 
−
236Ra (Radi) 1600 (năm) α,γ Họ urani
 
−
222Rn (Radon) 3,82 (ngày) α,γ
 
−
210Po (RaF) 138,4 (ngày) α,γ
 
−
210Bi (RaE) 5,0 (ngày) β-,γ(α)
 
−
210Pb (RaD) 22,3 (năm) β-,γ,e-(α)
 
−
235U (AcU=Actinourani) 7,04.104(năm) α,γ (sf) 0,720
 
−
231Th (UY) 25,5 (giờ) β-,γ
 
−
231Pa (Protactini) 3,28.104(năm) α,γ Họ actini
 
−
227Th (RdAc=Radioactini) 18,72 (ngày) α,γ,e-
 
−
227Ac (Actini) 21,6 (năm) β-,γ,e-(α)
 
−
223Ra (AcX=Actini X) 11,43 (ngày) α,γ
 
−
232Th (Thori) 1,405.1010 (năm) α,γ,e-(sf) 100
 
−
228Th (RdTh=Radiothori) 1,91.109(năm) α,γ,e- Họ thori
 
−
228Ra (MsTh1=Mesothori 1) 5,75 (năm) β-,γ,e-
 
−
224Ra (ThX=Thori X) 3,66 (ngày) α,γ
 
−
204Pb 1,4.1017 (năm) α 1,4
 
−
190Pt 6,1.1011 (năm) α 0,0127
 
−
186Os 2,0.1015 (năm) α 1,6
 
−
187Re 5.1010 (năm) β- 62,60
 
−
174Hf 2,0.1015 (năm) α 0,18
 
−
176Lu 3,6.109(năm) β-,γ,e- 2,60
 
−
152Gd 1,1.1014 (năm) α 0,20
 
−
147Sm 1,05.1011 (năm) α 15,0
 
−
148Sm 7.1015 (năm) α 11,2
 
−
144Nd 2,1.1015 (năm) α 23,9
 
−
138La 1,35.1011 (năm) ε,β-,γ 0,09
 
−
123Te 1,24.1013 (năm) ε 0,87
 
−
115In 5,1.1015 (năm) β- 95,7
 
−
113Cd 9.1015 (năm) β- 12,3
 
−
87Rb 4,7.1010 (năm) β- 27,83
 
−
40K 1,28.109(năm) β-,ε,β+,γ 0,012
 
−
14C 5730 (năm) β- Xuất hiện trong khí quyển do các tia vũ trụ
 
−
10Be 1,6.106(năm) β-
 
−
7Be 53,4 (ngày) ε,γ
 
−
3H 12,346 (năm) β-
 
  
−
==Nguồn gốc và phân bố NTPXTN==
+
Dễ dàng thấy rằng phần lớn các nguyên tố phóng xạ tự nhiên là các nguyên tố nặng, phân bố rộng rãi trong thạch quyển, quan trọng nhất là quặng urani, quặng thori, bao gồm cả các sản phẩm phân rã của urani và thori, các mỏ muối kali.
  
−
Dễ dàng thấy rằng phần lớn các nguyên tố phóng xạ tự nhiên là các nguyên tố nặng, phân bố rộng rãi trong thạch quyển, quan trọng nhất là quặng urani, quặng thori, bao gồm cả các sản phẩm phân rã của urani và thori, các mỏ muối kali. (Bảng 3.)
+
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; border: none;"
−
 
+
|+ Bảng 3. Các khoáng vật của urani và thori
−
Bảng 3. Các khoáng vật của urani và thori
+
|-
−
 
+
! Khoáng vật !! Thành phần hoá học !! Hàm lượng Urani (%) !! Hàm lượng Thori (%) !! Mỏ
−
Khoáng vật Thành phần hoá học Hàm lượng
+
|-
−
Urani (%)
+
| Pitchblende || U<sub>3</sub>O<sub>3</sub> || 60 - 90 ||  || Bohemia, Congo, Colorado (Mỹ)
−
Hàm
+
|-
−
lượng
+
| Becquerelit || 2UO<sub>3</sub>.3H<sub>2</sub>O || 74 ||  || Bayern (Đức), Congo
−
Thori (%)
+
|-
−
Mỏ
+
| Uraninit || rowspan="3" | UO<sub>2</sub>.UO<sub>3</sub> || 65 - 75 || 0,5 - 10 || Nhật, Mỹ, Canađa
−
Pitchblende U3O3 60-90 Bohemia, Congo,
+
|-
−
Colorado (Mỹ)
+
| Broeggerit || 48 - 75 || 6 - 12 || Na-uy
−
Becquerelit 2UO3.3H2O 74 Bayern (Đức), Congo
+
|-
−
Uraninit
+
| Cleveit || 48 - 66 || 3,5 - 4,5 || Na-uy, Nhật, Texas (Mỹ)
−
UO2.UO3
+
|-
−
65-75 0,5 - 10 Nhật, Mỹ, Canađa
+
| Autunit || Ca(UO<sub>2</sub>)<sub>2</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>.nH<sub>2</sub>O || 50-60 ||  || Pháp, Mađagasca, Bồ-đào-nha, Mỹ
−
Broeggerit 48-75 6 - 12 Na-uy
+
|-
−
Cleveit 48-66 3,5 - 4,5 Na-uy, Nhật, Texas
+
| Cacnotit || K(UO<sub>2</sub>)<sub>2</sub>(VO<sub>4</sub>)nH<sub>2</sub>O || &asymp;45 ||  || Mỹ, Congo, Nga, Úc
−
(Mỹ)
+
|-
−
Autunit Ca(UO2
+
| Casolit || PbO.UO<sub>3</sub>.SiO<sub>2</sub>.H<sub>2</sub>O || &asymp;40 || || Congo
−
)2
+
|-
−
(PO4
+
| Liebigit || Carbonat của U và Ca || &asymp;30 || || Nga, Australia
−
)2
+
|-
−
.nH2O 50-60 Pháp, Mađagasca, Bồ-
+
| Thorianit || (Th,U)O<sub>2</sub> || 4 - 28 || 60 - 90 || Xaylan, Mađagasca  
−
đào-nha, Mỹ
+
|-
−
Cacnotit K(UO2)2(VO4)nH2O ? 45 Mỹ, Congo, Nga, úc
+
| Thorit || ThSiO<sub>4</sub>.H<sub>2</sub>O || 1 - 19 || 40 - 70 || Na-uy, Mỹ.
−
Casolit PbO.UO3
+
|-
−
.SiO2
+
| Monazit || Photphat của Th và đất hiếm ||  || 0,1 - 15 || Brazin, Ấn Độ, Nga, Na-uy, Mađagasca
−
.H2O ? 40 Congo
+
|}
−
Liebigit Carbonat của U và Ca ? 30 Nga, Australia
 
−
Thorianit (Th,U)O2 4-28 60 - 90 Xaylan, Mađagasca
 
−
Thorit ThSiO4
 
−
.H2O 1-19 40 - 70 Na-uy, Mỹ.
 
−
Monazit Photphat của Th và đất
 
−
hiếm 0,1 - 15 Brazin, ?n é?, Nga,
 
−
Na-uy, Mađagasca
 
  
−
Người ta cho rằng năng lượng kèm theo sự phân rã của các chất phóng xạ tự nhiên đóng góp một phần vào nhiệt độ của vỏ trái đất. Nhiệt độ tương đối caom vào khoảng 30oC ở độ sâu từ 1 đến một vài km tính từ bề mặt trái đất, được giải thích bởi năng lương phân rã của các chất phóng xạ tự nhiên, chẳng hạn trong đá granit.
+
Người ta cho rằng năng lượng kèm theo sự phân rã của các chất phóng xạ tự nhiên đóng góp một phần vào nhiệt độ của vỏ trái đất. Nhiệt độ tương đối caom vào khoảng 30&deg;C ở độ sâu từ 1 đến một vài km tính từ bề mặt trái đất, được giải thích bởi năng lương phân rã của các chất phóng xạ tự nhiên, chẳng hạn trong đá granit.
  
−
Do những rạn vỡ của vỏ trái đất và quá trình phong hoá, các nguyên tố phóng xạ di chuyển đi nơi khác và các cân bằng phóng xạ bị vi phạm. Các nguyên tố phóng xạ tách khỏi đất đá chứa các nguyên tố mẹ - urani và thori. Các nguyên tố phóng xạ ngắn ngày nhanh chóng biến mất, chỉ còn lại các nguyên tố phóng xạ dài ngày như 230Th, 231Pa và 226Ra. Nhưng các nguyên tố dài ngày này tạo thành những thể sa lắng thứ cấp, chẳng hạt các lớp sét màu xám và các bùn lắng trong hồ nước chứa Ra.  
+
Do những rạn vỡ của vỏ trái đất và quá trình phong hoá, các nguyên tố phóng xạ di chuyển đi nơi khác và các cân bằng phóng xạ bị vi phạm. Các nguyên tố phóng xạ tách khỏi đất đá chứa các nguyên tố mẹ - urani và thori. Các nguyên tố phóng xạ ngắn ngày nhanh chóng biến mất, chỉ còn lại các nguyên tố phóng xạ dài ngày như <sup>230</sup>Th, <sup>231</sup>Pa và <sup>226</sup>Ra. Nhưng các nguyên tố dài ngày này tạo thành những thể sa lắng thứ cấp, chẳng hạt các lớp sét màu xám và các bùn lắng trong hồ nước chứa Ra.  
  
 
Ra có mặt trong đất, nước sông và nước biển. Do sự hiện diện rộng rãi của Ra trong tự nhiên, các hồ nước và khí quyển đều chứa các sản phẩm phân rã của nguyên tố này như: radon, thoron và actinon. Các sản phẩm khác của sự xạ khí , như các đồng vị của thali, chì, bismur, polonium và astatin, tồn tại ở trạng thái bụi trong không khí hoặc hoà tan trong nước.
 
Ra có mặt trong đất, nước sông và nước biển. Do sự hiện diện rộng rãi của Ra trong tự nhiên, các hồ nước và khí quyển đều chứa các sản phẩm phân rã của nguyên tố này như: radon, thoron và actinon. Các sản phẩm khác của sự xạ khí , như các đồng vị của thali, chì, bismur, polonium và astatin, tồn tại ở trạng thái bụi trong không khí hoặc hoà tan trong nước.
  
−
Các nguyên tố phóng xạ tự nhiên chuyển từ đất vào thực vật và sau đó vào cơ thể động vật. Hàm lượng urani trong cây cối khoảng từ 10-5 đến 10-8%, của radi khoảng 10-12%. Hàm lương radi trong cơ thể động vật chừng 10-12%.
+
Các nguyên tố phóng xạ tự nhiên chuyển từ đất vào thực vật và sau đó vào cơ thể động vật. Hàm lượng urani trong cây cối khoảng từ 10<sup>-5</sup> đến 10<sup>-8</sup>%, của radi khoảng 10<sup>-12</sup>%. Hàm lương radi trong cơ thể động vật chừng 10-12%.
  
−
Ngoài urani, thori và các sản phẩm phân rã của chúng, trong tự nhiên cũng tồn tại các nguyên tố phóng xạ khác như các đồng vị phóng xạ của kali, canxi, rubidi...(xem bảng 2.). Hàm lượng của các nguyên tố này trong vỏ trái đất vào khoảng 0,1%. Cũng vì vậy trong cây cối và cơ thể động vật, ngoài urani, thori, radi và các sản phẩm phân rã của chúng, còn có các nguyên tố phóng xạ khác, chẳng hạn một lượng đáng kể đồng vị 40K.
+
Ngoài urani, thori và các sản phẩm phân rã của chúng, trong tự nhiên cũng tồn tại các nguyên tố phóng xạ khác như các đồng vị phóng xạ của kali, canxi, rubidi...(xem bảng 2.). Hàm lượng của các nguyên tố này trong vỏ trái đất vào khoảng 0,1%. Cũng vì vậy trong cây cối và cơ thể động vật, ngoài urani, thori, radi và các sản phẩm phân rã của chúng, còn có các nguyên tố phóng xạ khác, chẳng hạn một lượng đáng kể đồng vị <sup>40</sup>K.
  
 
Ngoài các quá trình phân rã phóng xạ tạo ra đồng vị thuộc các họ urani, actino-urani và thori, trong tự nhiên còn diễn ra nhiều quá trình hạt nhân dẫn đến sự hình thành các đồng vị phóng xạ. Hành tinh của chúng ta, các thiên thể khác cùng với không gian vũ trụ có thể xem là một phòng thí nghiệm đặc biệt, ở đó luôn diễn ra vô số các phản ứng hạt nhân với sự tạo thành nhiều đồng vị phóng xạ.
 
Ngoài các quá trình phân rã phóng xạ tạo ra đồng vị thuộc các họ urani, actino-urani và thori, trong tự nhiên còn diễn ra nhiều quá trình hạt nhân dẫn đến sự hình thành các đồng vị phóng xạ. Hành tinh của chúng ta, các thiên thể khác cùng với không gian vũ trụ có thể xem là một phòng thí nghiệm đặc biệt, ở đó luôn diễn ra vô số các phản ứng hạt nhân với sự tạo thành nhiều đồng vị phóng xạ.
  
−
Các tia vũ trụ tác động lên không khí (hỗn hợp nitơ và oxi) có thể kích hoạt hạt nhân nguyên tử của chúng mà kết quả là xuất hiện các nơtron nhanh. Neutron bắn phá các hạt nhân nitơ tạo thành đồng vị 14C do phản ứng 147N(n,p)146C. Quá trình ấy tạo ra một lượng lớn 14C trong khí quyển nằm dưới dạng phân tử carbon dioxide (CO2) có thời gian bán huỷ là 5760 năm. Trong nhiều thế kỷ, cường độ của các tia vũ trụ hiển nhiên không hề thay đổi. Cacbon dioxide liên tục được tạo thành với tốc độ không đổi trong khí quyển. Sự phân rã 14C trong CO2 cũng diễn ra với tốc độ không đổi. Kết quả là CO2 trong khí quyển chứa một tỷ lệ bất biến CO2 phóng xạ. CO2 này được cây cối hấp thụ khi quang hợp làm cho hàm lượng cacbon phóng xạ trong động thực cũng không đổi.  
+
Các tia vũ trụ tác động lên không khí (hỗn hợp nitơ và oxi) có thể kích hoạt hạt nhân nguyên tử của chúng mà kết quả là xuất hiện các nơtron nhanh. Neutron bắn phá các hạt nhân nitơ tạo thành đồng vị <sup>14</sup>C do phản ứng <sup>14</sup><sub>7</sub>N(n,p)<sup>14</sup><sub>6</sub>C. Quá trình ấy tạo ra một lượng lớn <sup>14</sup>C trong khí quyển nằm dưới dạng phân tử carbon dioxide (CO<sub>2</sub>) có thời gian bán huỷ là 5760 năm. Trong nhiều thế kỷ, cường độ của các tia vũ trụ hiển nhiên không hề thay đổi. Cacbon dioxide liên tục được tạo thành với tốc độ không đổi trong khí quyển. Sự phân rã <sup>14</sup>C trong CO<sub>2</sub> cũng diễn ra với tốc độ không đổi. Kết quả là CO<sub>2</sub> trong khí quyển chứa một tỷ lệ bất biến CO<sub>2</sub> phóng xạ. CO<sub>2</sub> này được cây cối hấp thụ khi quang hợp làm cho hàm lượng cacbon phóng xạ trong động thực cũng không đổi.  
  
 
==Tài liệu tham khảo==
 
==Tài liệu tham khảo==

Bản hiện tại lúc 14:19, ngày 14 tháng 10 năm 2022

Một nguyên tố được gọi là nguyên tố phóng xạ nếu tất cả các đồng vị của nó đều là đồng vị phóng xạ, không có đồng vị nào là bền. Nguyên tố phóng xạ tự nhiên là nguyên tố phóng xạ có trong tự nhiên với nồng độ đáng kể.

Những nguyên tố phóng xạ tự nhiên được tìm thấy đầu tiên được liệt kê trong bảng dưới.

Bảng 1. Các nguyên tố phóng xạ tự nhiên
Điện tích hạt nhân Z Tên và ký hiệu hoá học Đồng vị sống dài nhất Người và năm phát minh Đặc điểm quan trọng
84 Poloni (Po) 209Po (102 năm) 1898 P.& M. Curie Về mặt hoá học giống tellur
85 Astati (At) 210At (8,1 h) 1940 Corson, McKenzie & Segrè Thuộc nhóm halogen, ở dạng đơn chất dễ bay hơi
86 Radon (Rn) 222Rn (3,62 ngày) 1900 Rutherford, Soddy Khí trơ
87 Franxi (Fr) 223Fr (22 min) 1939 Perey Kim loại kiềm thổ, về hoá học rất giống Xêsi
88 Rađi (Ra) 226Ra (1600 năm) 1898 P.& M. Curie Kim loại kiềm thổ, về hoá học rất giống bari
89 Actini (Ac) 227Ac (21,6 năm) 1899 Debierne Về mặt hoá học giống lantanit, tính bazơ mạnh hơn
90 Thori (Th) 232Th (1,41.1010 năm) 1828 Berzelius Thường chỉ thể hiện hoá trị (IV), Tạo ra nhiều phức chất, Th4+ thuỷ phân mạnh, về mặt hoá học giống Ce4+, Zr4+, Hf4+.
91 Protactini (Pa) 231Pa (3,28.104 năm) 1917 Hahn & Meitner Chủ yếu có số oxi hoá (V), ion Pa5+ bị thuỷ phân mạnh trong dung dịch, tạo phức mạnh, hình thành keo phóng xạ.
92 Urani (U) 238U (4,47.109 năm) 1789 Klaproth Thể hiện các số oxi hoá từ (III) đến (VI) (-u tiên hoá trị (VI), tạo thành các ion U4+, UO2+ và UO22+ trong dung dịch.)

Các nguyên tố urani và thori đã được các nhà hóa học biết từ lâu trước khi phát hiện ra hiện tượng phóng xạ. Chúng có mặt trong nhiều loại quặng, đất đá, nước sông biển, không khí và trong cơ thể động thực vật. Một số đồng vị của urani và thori có thời gian bán hủy dài đến mức là chúng đã có mặt trong vỏ trái đất từ khi quả đất hình thành cho đến tận bây giờ.

Các đồng vị của thori và urani là các đồng vị mẹ của 3 họ phóng xạ: họ thori, họ urani-radi và họ actini.

  • Họ phóng xạ thori bao gồm các đồng vị con cháu: Th-232; Ra 228 (MsTh1); Ac 238 (MsTh2); Th228 (RdTh); Ra-224 (ThX); Rn-220 (Tn); Po-216 (ThA); Pb-212(ThB); Bi-212(ThC); Po-212

(ThC’); Tl-208 (ThC’’); Pb-208 (ThD)

  • Họ phóng xạ urani-radi bao gồm: U-238 (UI); Th-234 (UX1); Pa-234 (UX2); Pa-234 (UZ); U234(UII); Th-230(I0); Ra-226; Rn (222); Po-218 (RaA); Pb-214(RaB); At-218 Bi-214(RaC);Po214(RaC’);Th-210(RaC’’);Pb-210(RaD);Hg-206;Bi-210 (RaE);Tl-206 (RaE’); Po-210(Ra F); Pb206 (RaG)
  • Họ phóng xạ actini bao gồm: U-235 (AcU); Th-232 (UY); Pa-231; Ac-235; Th-227(RdAc);Fr223 (AcK); Ra-223 (AcX); At-219; Rn-219(An); Bi-215; Po-215 (Ac);Pb-211 (AcB); At-215; Bi211 (AcC); Po-211m; Po211(Ac’); Tl-207 (AcC’’); Pb-224 (AcD)

Một phần nhỏ các chất phóng xạ trong tự nhiên nằm trong khí quyển là các nguyên tố nhẹ, như 14C, 10Be, 7Be và 3H. Bảng 2 thống kê các nguyên tố phóng xạ tự nhiên có thời gian bán huỷ > 1 ngày.

Bảng 2. Các đồng vị phóng xạ tự nhiên có thời gian bán hủy > 1 ngày
Ký hiệu Thời gian bán huỷ Dạng bức xạ Hàm lượng đồng vị trong tự nhiên (%) Chú thích
238U (UI=Urani) 4,47.109(năm) α, γ, e-(sf) 99,276
234U (UII) 2,44.105(năm) α, γ, e-(sf) 0,0055
234Th (UX1) 24,1 (ngày) β-, γ, e-
230Th (Ioni) 7,7.104(năm) α, γ (sf)
236Ra (Radi) 1600 (năm) α, γ Họ urani
222Rn (Radon) 3,82 (ngày) α, γ
210Po (RaF) 138,4 (ngày) α, γ
210Bi (RaE) 5,0 (ngày) β-, γ(α)
210Pb (RaD) 22,3 (năm) β-, γ, e-(α)
235U (AcU=Actinourani) 7,04.104(năm) α, γ (sf) 0,720
231Th (UY) 25,5 (giờ) β-, γ
231Pa (Protactini) 3,28.104(năm) α, γ Họ actini
227Th (RdAc=Radioactini) 18,72 (ngày) α, γ, e-
227Ac (Actini) 21,6 (năm) β-, γ, e-(α)
223Ra (AcX=Actini X) 11,43 (ngày) α, γ
232Th (Thori) 1,405.1010 (năm) α, γ, e-(sf) 100
228Th (RdTh=Radiothori) 1,91.109(năm) α, γ, e-
228Ra (MsTh1=Mesothori 1) 5,75 (năm) β-, γ, e- Họ thori
224Ra (ThX=Thori X) 3,66 (ngày) α, γ
204Pb 1,4.1017 (năm) α 1,4
190Pt 6,1.1011 (năm) α 0,0127
186Os 2,0.1015 (năm) α 1,6
187Re 5.1010 (năm) β- 62,60
174Hf 2,0.1015 (năm) α 0,18
176Lu 3,6.109(năm) β-, γ, e- 2,60
152Gd 1,1.1014 (năm) α 0,20
147Sm 1,05.1011 (năm) α 15,0
148Sm 7.1015 (năm) α 11,2
144Nd 2,1.1015 (năm) α 23,9
138La 1,35.1011 (năm) ε, β-, γ 0,09
123Te 1,24.1013 (năm) ε 0,87
115In 5,1.1015 (năm) β- 95,7
113Cd 9.1015 (năm) β- 12,3
87Rb 4,7.1010 (năm) β- 27,83
40K 1,28.109(năm) β-, ε, β+, γ 0,012
14C 5730 (năm) β-
10Be 1,6.106 (năm) β- Xuất hiện trong khí quyển do các tia vũ trụ
7Be 53,4 (ngày) ε, γ
3H 12,346 (năm) β-

Nguồn gốc và phân bố[sửa]

Dễ dàng thấy rằng phần lớn các nguyên tố phóng xạ tự nhiên là các nguyên tố nặng, phân bố rộng rãi trong thạch quyển, quan trọng nhất là quặng urani, quặng thori, bao gồm cả các sản phẩm phân rã của urani và thori, các mỏ muối kali.

Bảng 3. Các khoáng vật của urani và thori
Khoáng vật Thành phần hoá học Hàm lượng Urani (%) Hàm lượng Thori (%) Mỏ
Pitchblende U3O3 60 - 90 Bohemia, Congo, Colorado (Mỹ)
Becquerelit 2UO3.3H2O 74 Bayern (Đức), Congo
Uraninit UO2.UO3 65 - 75 0,5 - 10 Nhật, Mỹ, Canađa
Broeggerit 48 - 75 6 - 12 Na-uy
Cleveit 48 - 66 3,5 - 4,5 Na-uy, Nhật, Texas (Mỹ)
Autunit Ca(UO2)2(PO4)2.nH2O 50-60 Pháp, Mađagasca, Bồ-đào-nha, Mỹ
Cacnotit K(UO2)2(VO4)nH2O ≈45 Mỹ, Congo, Nga, Úc
Casolit PbO.UO3.SiO2.H2O ≈40 Congo
Liebigit Carbonat của U và Ca ≈30 Nga, Australia
Thorianit (Th,U)O2 4 - 28 60 - 90 Xaylan, Mađagasca
Thorit ThSiO4.H2O 1 - 19 40 - 70 Na-uy, Mỹ.
Monazit Photphat của Th và đất hiếm 0,1 - 15 Brazin, Ấn Độ, Nga, Na-uy, Mađagasca

Người ta cho rằng năng lượng kèm theo sự phân rã của các chất phóng xạ tự nhiên đóng góp một phần vào nhiệt độ của vỏ trái đất. Nhiệt độ tương đối caom vào khoảng 30°C ở độ sâu từ 1 đến một vài km tính từ bề mặt trái đất, được giải thích bởi năng lương phân rã của các chất phóng xạ tự nhiên, chẳng hạn trong đá granit.

Do những rạn vỡ của vỏ trái đất và quá trình phong hoá, các nguyên tố phóng xạ di chuyển đi nơi khác và các cân bằng phóng xạ bị vi phạm. Các nguyên tố phóng xạ tách khỏi đất đá chứa các nguyên tố mẹ - urani và thori. Các nguyên tố phóng xạ ngắn ngày nhanh chóng biến mất, chỉ còn lại các nguyên tố phóng xạ dài ngày như 230Th, 231Pa và 226Ra. Nhưng các nguyên tố dài ngày này tạo thành những thể sa lắng thứ cấp, chẳng hạt các lớp sét màu xám và các bùn lắng trong hồ nước chứa Ra.

Ra có mặt trong đất, nước sông và nước biển. Do sự hiện diện rộng rãi của Ra trong tự nhiên, các hồ nước và khí quyển đều chứa các sản phẩm phân rã của nguyên tố này như: radon, thoron và actinon. Các sản phẩm khác của sự xạ khí , như các đồng vị của thali, chì, bismur, polonium và astatin, tồn tại ở trạng thái bụi trong không khí hoặc hoà tan trong nước.

Các nguyên tố phóng xạ tự nhiên chuyển từ đất vào thực vật và sau đó vào cơ thể động vật. Hàm lượng urani trong cây cối khoảng từ 10-5 đến 10-8%, của radi khoảng 10-12%. Hàm lương radi trong cơ thể động vật chừng 10-12%.

Ngoài urani, thori và các sản phẩm phân rã của chúng, trong tự nhiên cũng tồn tại các nguyên tố phóng xạ khác như các đồng vị phóng xạ của kali, canxi, rubidi...(xem bảng 2.). Hàm lượng của các nguyên tố này trong vỏ trái đất vào khoảng 0,1%. Cũng vì vậy trong cây cối và cơ thể động vật, ngoài urani, thori, radi và các sản phẩm phân rã của chúng, còn có các nguyên tố phóng xạ khác, chẳng hạn một lượng đáng kể đồng vị 40K.

Ngoài các quá trình phân rã phóng xạ tạo ra đồng vị thuộc các họ urani, actino-urani và thori, trong tự nhiên còn diễn ra nhiều quá trình hạt nhân dẫn đến sự hình thành các đồng vị phóng xạ. Hành tinh của chúng ta, các thiên thể khác cùng với không gian vũ trụ có thể xem là một phòng thí nghiệm đặc biệt, ở đó luôn diễn ra vô số các phản ứng hạt nhân với sự tạo thành nhiều đồng vị phóng xạ.

Các tia vũ trụ tác động lên không khí (hỗn hợp nitơ và oxi) có thể kích hoạt hạt nhân nguyên tử của chúng mà kết quả là xuất hiện các nơtron nhanh. Neutron bắn phá các hạt nhân nitơ tạo thành đồng vị 14C do phản ứng 147N(n,p)146C. Quá trình ấy tạo ra một lượng lớn 14C trong khí quyển nằm dưới dạng phân tử carbon dioxide (CO2) có thời gian bán huỷ là 5760 năm. Trong nhiều thế kỷ, cường độ của các tia vũ trụ hiển nhiên không hề thay đổi. Cacbon dioxide liên tục được tạo thành với tốc độ không đổi trong khí quyển. Sự phân rã 14C trong CO2 cũng diễn ra với tốc độ không đổi. Kết quả là CO2 trong khí quyển chứa một tỷ lệ bất biến CO2 phóng xạ. CO2 này được cây cối hấp thụ khi quang hợp làm cho hàm lượng cacbon phóng xạ trong động thực cũng không đổi.

Tài liệu tham khảo[sửa]

  • Đỗ Quý Sơn, Huỳnh Văn Trung, Cơ sở Hóa học phóng xạ, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2008
  • K.H. Lieser, Nuclear and Radiochemistry Fundamentals and applications, WILEY-VCH, Weihem, 2001
Lấy từ “https://bktt.vn/index.php?title=Nguyên_tố_phóng_xạ_tự_nhiên&oldid=20900”