Элементы первичные и вторичные

Давайте немного пофантазируем. Представим себе нашу планету через... сто миллиардов лет. Конечно, никто не в силах предвидеть, что случится с Землей за этот громадный срок. Но допустим, что ничего из ряда вон выходящего не случится. Можно в таком случае уверенно сказать, какой элемент из существующих в природе будет на Земле замыкать таблицу Менделеева?

Уран? Нет! Самым тяжелым элементом периодической системы окажется висмут с порядковым номером 83. А все радиоактивные элементы бесследно исчезнут, потому что у радиоактивных элементов и всех их изотопов вполне определенная продолжительность жизни.

Чтобы охарактеризовать долговечность того или иного радиоактивного изотопа, ученые ввели понятие период полураспада. Это то время, за которое распадается половина любой массы радиоактивного изотопа. Величины периодов полураспада могут быть самыми различными.

Известны изотопы, которые теряют половину своих атомов за миллиардную долю секунды. Известно и потрясающее "долголетие", когда продолжительность жизни изотопа измеряется триллионами, или миллиардами миллиардов, лет.

Сравнивая периоды полураспада у изотопов, входящих в радиоактивные семейства, можно сделать любопытное наблюдение: "отцы" семейств отличаются от своих "детей" поразительным долголетием.

У тория-232 период полураспада 14 млрд. лет; у урана-238 - примерно в три раза меньше. А уран-235 распадается значительно активнее - за 700 млн. лет он растрачивает половину своих атомов. По сравнению с этими громадными числами периоды полураспада у других изотопов, входящих в семейства, очень малы: секунды, минуты, сутки, годы, в лучшем случае десятки тысяч лет. Например, самый долгоживущий изотоп радия распадается наполовину всего за 1620 лет.

Наша планета существует, как считают ученые, более 3 млрд. лет. Если бы радиоактивные элементы: Полоний, астат, радон, франций, радий, актиний, протактиний - все, кроме урана и тория, были бы, так сказать, предоставлены самим себе, у них не было бы никаких шансов уцелеть за этот громадный срок. И ученые терялись бы в догадках, куда девались семь элементов конца периодической системы.

Время еще пощадило торий и уран, но и их количество заметно уменьшилось с момента образования земного шара.

Если мы до сих пор находим в земных минералах короткоживущие радиоактивные элементы, значит, они непрерывно образуются вновь. И источником их оказываются "отцы" радиоактивных семейств -уран и торий. Погибая сами, их атомы дают жизнь атомам других радиоактивных элементов. И этот источник иссякнет лишь, когда исчезнут на Земле торий и уран. А произойдет это примерно через несколько десятков миллиардов лет.

Уран и торий называют элементами, первичными. Они своеобразные "генераторы" вторичных радиоактивных элементов (протактиния, радия, технеция, прометия и др.).

Четвертое "древо" радиоактивных превращений -(4n +1) -семейство - оказалось вымершим. Ученые искусственным путем приготовили все изотопы, которые должны были входить в него. И у всех у них периоды полураспада очень малы. Родоначальником семейства является изотоп нептуний-237 (рис. 7).

перейти к началу страницы