سلسلة الاضمحلال في العلوم النووية هي تتابع معين لنواتج محددة ومختلفة بسبب حدوث عملية اضمحلال نشاط إشعاعي تقوم به نويدة مشعة وفق واحد من التفاعلات النووية، ويكون ناتج اضمحلال مشعّاً، بحيث يضمحل إلى ناتج آخر، وتستمر العملية حتى الوصول إلى نظير مستقر.
يعرف الوقت اللازم للانتقال من نويدة "والدة" إلى نويدة "وليدة" من خلال معرفة عمر النصف اللازم لاضمحلال نصف عدد ذرات النويدة الوالدة النشيطة إشعاعياً إلى ذرات النويدة الوليدة.
أنواع الاضمحلال وسلاسله
الأنواع المعروفة من الاضمحلال الإشعاعي هي اضمحلال ألفا واضمحلال بيتا، بالإضافة إلى انبعاث البوزيترون واصطياد الإلكترون، وكذلك التصاوغ النووي. ولكن اضمحلال ألفا هو الوحيد من بين هذه التفاعلات القادر على تغيير العدد الكتلي بمقدار 4، أما اضمحلال بيتا فلا يغيره.
بالتالي إذا رمزنا عدد الكتلة A على الشكل التالي A = 4n+m (حيث n هو عدد طبيعي، و m أحد الأعداد 0 أو 1 أو 2 أو 3) بالتالي يبقى m داخل سلسلة اضمحلال هو نفسه ثابتاً لا يتغير حسب منطق الحسابيات النمطية. على هذا الأساس يوجد ثلاثة أنواع من سلاسل الاضمحلال الطبيعية
- سلسلة اضمحلال يورانيوم-راديوم، والتي تبدأ بالنظير المشع يورانيوم-238 وتنتهي بالنظير رصاص-206، وهي السلسلة-(4n+2)، والتي تسمى أحياناً سلسلة الراديوم.
- سلسلة اضمحلال يورانيوم-أكتينيوم، والتي تبدأ بالنظير المشع يورانيوم-235 وتنتهي بالنظير رصاص-207، وهي السلسلة-(4n+3)، والتي تسمى أحياناً سلسلة الأكتينيوم.
- سلسلة اضمحلال الثوريوم، والتي تبدأ بالنظير المشع ثوريوم-232 وتنتهي بالنظير رصاص-208، وهي السلسلة-(4n).
إن كل من النظائر يورانيوم-235 و يورانيوم-238 وثوريوم-232 هي نويدات ابتدائية، أي أنها موجودة منذ تشكل الأرض، على الرغم من أنه قد وجد مؤخراً أن النظير Th-232 هو ناتج اضمحلال من بلورتونيوم-244.[1]
هناك سلسلة رابعة، وهي سلسلة النبتونيوم، وهي السلسلة-(4n+1)، ولكن نظراً للقصر النسبي لقيم عمر النصف للنظير نبتونيوم-237 (2.14 مليون سنة)، فإن هذه السلسلة عملياً منقرضة في الطبيعة، ما عدا المرحلة الأخيرة منها وهي الاضمحلال الإشعاعي لنظير البزموت-209، والذي يعطي النظير ثاليوم-205.
اقرأ أيضاً
المراجع
- D. C. Hoffman, F. O. Lawrence, J. L. Mewherter, F. M. Rourke: Detection of Plutonium-244 in Nature. In: Nature 234, 1971, S. 132–134,