Торій-228

Шаблон:Ізотоп Торій-228 (Шаблон:Lang-en), історична назва радіоторій (Шаблон:Lang-la, позначається символом RdTh або Rt) — радіоактивний нуклід хімічного елемента торію з атомним номером 90 і масовим числом 228. Відкрив 1905 року Отто Ган. Основний стан ядра має спін і парність Шаблон:Math. Ядро має три дуже короткоживучі ізомерні стани з періодами напіврозпаду Шаблон:Nobr (Шаблон:Math, Шаблон:Nobr), Шаблон:Nobr (Шаблон:Math, Шаблон:Nobr) і Шаблон:Nobr (Шаблон:Math, Шаблон:Nobr), а також десятки ще більш короткоживучих збуджених рівнів.

Переріз захоплення теплових нейтронів (з утворенням ядра торій-227) становить Шаблон:Nobr, при цьому переріз захоплення теплових нейтронів з поділом не перевищує Шаблон:Nobr. Енергія відриву нейтрона становить Шаблон:Nobr, протона — Шаблон:Nobr.

Належить до радіоактивного сімейства торію-232 (так званий ряд торію). Внаслідок цього існує в природі (у матеріалах, що містять торій), постійно утворюючись та розпадаючись. Рівноважний вміст торію-228 відносно природного торію (представленого одним ізотопом, ²³² Th), дорівнює відношенню їхніх періодів напіврозпаду: Шаблон:Nobr. Однак у деяких природних зразках (наприклад, у річкових водах) рівновага може бути порушена.

Утворення та розпад

Торій-228 безпосередньо утворюється внаслідок таких процесів:

• β⁻-розпаду нукліду ²²⁸Ac (період напіврозпаду — Шаблон:Nobr, доступна енергія бета-розпаду Шаблон:Nobr):

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

• електронне захоплення і (з меншою ймовірністю) позитронний розпад нукліду протактинію ²²⁸Pa (період напіврозпаду Шаблон:Nobr, доступна енергія електронного захоплення Шаблон:Nobr):

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

• α-розпад нукліду урану ²³²U (період напіврозпаду Шаблон:Nobr, енергія розпаду Шаблон:Nobr):

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

Торій-228 може утворюватися також у результаті багатьох ядерних реакцій, наприклад, при захопленні нейтрона торієм-227, Шаблон:Nobr-реакції на радії-226, (p, t)-реакції і (α,α'2n)-реакції на торії-230 тощо.

Сам торій-228 α-радіоактивний із періодом напіврозпаду 1,9131 року. В результаті альфа-розпаду утворюється нуклід ²²⁴Ra (повна енергія, що виділяється при розпаді, становить 5520,08(22) кеВ):

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

енергія α-частинок, що випускаються, Шаблон:Nobr (у 72,2 % випадків, за розпаду на основний рівень) і Шаблон:Nobr (у 27,2 % випадків, за розпаду на збуджений рівень Шаблон:Nobr радію-224); існують також розпади на вищі рівні радію-224, імовірність яких — частки відсотка.

Для торію-228 існує також надзвичайно низька ймовірність кластерного розпаду (з випромінюванням ядра ²⁰O та утворенням двічі магічного ядра свинцю-208; ймовірність події 1,13(22) Шаблон:E %):

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

Застосування

• Торій-228 використовують для отримання Шаблон:Li (²²⁰Rn).
• Торій-228 використовують як радіоактивне джерело для калібрування ядерних спектрометрів та інших детекторів іонізуючого випромінювання.

Див. також

• Торій
• Ізотопи торію