Торий-228

Шаблон:Нуклид То́рий-228 (Шаблон:Lang-en), историческое название радиото́рий (Шаблон:Lang-la, обозначается символом RdTh или Rt) — радиоактивный нуклид химического элемента тория с атомным номером 90 и массовым числом 228. Открыт в 1905 году Отто Ганом. Основное состояние ядра имеет спин и чётность Шаблон:Math. Ядро имеет три очень короткоживущих изомерных состояния с периодами полураспада Шаблон:Nobr (Шаблон:Math, Шаблон:Nobr), Шаблон:Nobr (Шаблон:Math, Шаблон:Nobr) и Шаблон:Nobr (Шаблон:Math, Шаблон:Nobr), а также десятки ещё более короткоживущих возбуждённых уровней.

Сечение захвата тепловых нейтронов (с образованием ядра торий-227) составляет Шаблон:Nobr, при этом сечение захвата тепловых нейтронов с делением не превышает Шаблон:Nobr. Энергия отрыва нейтрона составляет Шаблон:Nobr, протона — Шаблон:Nobr.

Принадлежит к радиоактивному семейству тория-232 (так называемый ряд тория). Вследствие этого существует в природе (в материалах, содержащих торий), постоянно образуясь и распадаясь. Равновесное содержание тория-228 по отношению к природному торию (представленному одним изотопом, ²³²Th), равно отношению их периодов полураспада: Шаблон:Nobr. Однако в некоторых природных образцах (например, в речных водах) равновесие может быть нарушено.

Образование и распад

Торий-228 непосредственно образуется в результате следующих процессов:

• β⁻-распада нуклида ²²⁸Ac (период полураспада составляет Шаблон:Nobr, доступная энергия бета-распада Шаблон:Nobr):

${}_{\mathrm{8}\mathrm{9}}^{\mathrm{2}\mathrm{2}\mathrm{8}}\mathrm{A}\mathrm{c}\to {}_{\mathrm{9}\mathrm{0}}^{\mathrm{2}\mathrm{2}\mathrm{8}}\mathrm{T}\mathrm{h}+e^{-}+{\overline{\nu }}_e;$

• электронный захват и (происходящий с меньшей вероятностью) позитронный распад нуклида протактиния ²²⁸Pa (период полураспада Шаблон:Nobr, доступная энергия электронного захвата Шаблон:Nobr):

${}^{\mathrm{2}\mathrm{2}\mathrm{8}}{}_{\mathrm{9}\mathrm{1}}\mathrm{P}\mathrm{a}+e^{-}\to {}^{\mathrm{2}\mathrm{2}\mathrm{8}}{}_{\mathrm{9}\mathrm{0}}\mathrm{T}\mathrm{h}+{\nu }_e,$

${}^{\mathrm{2}\mathrm{2}\mathrm{8}}{}_{\mathrm{9}\mathrm{1}}\mathrm{P}\mathrm{a}\to {}^{\mathrm{2}\mathrm{2}\mathrm{8}}{}_{\mathrm{9}\mathrm{0}}\mathrm{T}\mathrm{h}+e^{+}+{\nu }_e;$

• α-распад нуклида урана ²³²U (период полураспада Шаблон:Nobr, энергия распада Шаблон:Nobr):

${}^{\mathrm{2}\mathrm{3}\mathrm{2}}{}_{\mathrm{9}\mathrm{2}}\mathrm{U}\to {}^{\mathrm{2}\mathrm{2}\mathrm{8}}{}_{\mathrm{9}\mathrm{0}}\mathrm{T}\mathrm{h}+{}^{\mathrm{4}}{}_{\mathrm{2}}\mathrm{H}\mathrm{e}.$

Торий-228 может образовываться также в результате многих ядерных реакций, например при захвате нейтрона торием-227, в Шаблон:Nobr-реакции на радии-226, в (p, t)-реакции и (α, α'2n)-реакции на тории-230 и т. д.

Сам торий-228 α-радиоактивен с периодом полураспада 1,9131 года. В результате альфа-распада образуется нуклид ²²⁴Ra (полная выделяемая энергия при распаде составляет 5520,08(22) кэВ):

${}^{\mathrm{2}\mathrm{2}\mathrm{8}}{}_{\mathrm{9}\mathrm{0}}\mathrm{T}\mathrm{h}\to {}^{\mathrm{2}\mathrm{2}\mathrm{4}}{}_{\mathrm{8}\mathrm{8}}\mathrm{R}\mathrm{a}+{}^{\mathrm{4}}{}_{\mathrm{2}}\mathrm{H}\mathrm{e};$

энергия испускаемых α-частиц Шаблон:Nobr (в 72,2 % случаев, при распаде на основной уровень) и Шаблон:Nobr (в 27,2 % случаев, при распаде на возбуждённый уровень Шаблон:Nobr радия-224); существуют также распады на более высокие уровни радия-224 с вероятностью в доли процента.

Для тория-228 существует также чрезвычайно низкая вероятность кластерного распада (с испусканием ядра ²⁰O и образованием дважды магического ядра свинца-208; вероятность события 1,13(22)Шаблон:E %):

${}^{\mathrm{2}\mathrm{2}\mathrm{8}}{}_{\mathrm{9}\mathrm{0}}\mathrm{T}\mathrm{h}\to {}^{\mathrm{2}\mathrm{0}\mathrm{8}}{}_{\mathrm{8}\mathrm{2}}\mathrm{P}\mathrm{b}+{}^{\mathrm{2}\mathrm{0}}{}_{\mathrm{8}}\mathrm{O}.$

Применение

• Торий-228 используется для получения торона (²²⁰Rn).
• Торий-228 используется как радиоактивный источник для калибровки ядерных спектрометров и других детекторов ионизирующего излучения.

См. также

• Торий
• Изотопы тория
• Список изотопов с собственными названиями