锕系元素的生理属性

所有的重金属和锕系元素元素,因此,有毒,就像铅是有毒;相对长期大量摄入引起很严重的疾病。但是,除了长寿钍和铀的同位素,真正的危险在于锕系元素的元素放射性这些元素的属性。他们是专治的发射器和致癌射线(α,β,或γ放射性物质)。此外,化学许多这些元素就是这样,一旦吸入,他们倾向于保持在身体的某些器官几乎无限期。数,如钚和镅如果摄入,迁移到骨髓,他们的辐射干扰红细胞的生产。气溶胶粒子含有α放射放射性同位素在肺组织如果吸入。作为一个结果使用这些元素,工人们被要求采取的保密措施,防止摄入。不到1000000克的锕系元素同位素可以是致命的。

核锕系元素的属性

锕系元素的同位素元素不稳定对放射性衰变;之所以锕、钍镤,铀在自然界发现的都是因为他们的一些不同寻常的稳定同位素和其他人不断地形成长寿的同位素的衰变。方便将天然同位素划分为家庭的基础上彼此的原子质量的关系。所谓的质量数量的同位素钍系列例如,是4的倍数,系列被称为4 n系列。在铀系列,质量一直是这样的,他们是由4 n + 2;在锕系4 n + 3。自然界中尚未发现任何重要程度上,但可人工制造的镎(4 n + 1)系列,以其寿命最长的成员,镎- 237。

在不同的放射性衰变过程中,几个“射线”发出,这个术语雷作为一个遗留的时候这些排放被认为是射线。(1)电子,调用β粒子来表示他们的起源在放射性衰变和指定为负β,β⁻粒子,(2)氦核,称为阿尔法粒子和指定的α粒子或氦+ 2,他^{+ 2},(3)伽马射线电磁波的频率非常高,被指定为γ射线和(4)正电子带正电的电子和指定为积极β,β⁺,粒子。最后,一个轨道电子在一个放射性原子可能被原子核并进入它。这个事件被称为放射性k俘获。除了发射的伽马射线,这些过程导致了同位素不同的元素,与不同的物质原子序数。的排放α粒子导致的变化原子量,因为该排放具有重要的质量。每个序列的变化,衰变过程仍然导致了另一个不稳定的元素,直到一个地区领导和稳定同位素的元素铋已经达到了。

最重要的核反应然而,包括捕获锕系元素中子的原子核,其次是分裂,或裂变核分成两个不平等的部分,解放的巨大数量的能量加上两个或更多额外的中子。核反应堆和原子弹依赖于连锁反应建立了这个过程:产生的中子进一步反应,诱导更多的裂变反应,产生更多的中子,这导致更多的裂变反应,结果,没有控制,大量的能量很快就解放了。

一克烧煤收益率少于10000卡路里的热量。一克的裂变的铀- 235生产2×10¹⁰卡路里,或约2000000倍的能量。与适当的控制释放的能量发电有用的形式。

最重要的锕系元素到目前为止,因为它的可裂变性,铀,有几个同位素。天然铀主要由铀- 238,nonfissionable同位素。可裂变同位素铀- 235,只有7/10的1%的发生在一定程度上,是有价值的物质,与中子引起链式反应。分离同位素的方法通过使用稍微不同的群众的丰富天然铀对铀- 235。这些浓缩铀用于测试的第一颗原子弹新墨西哥和爆炸日本在1945年的夏天。氧化物UO₂现在几乎所有的核反应堆的燃料。

另外两个可裂变锕系元素同位素是重要的。第一个是钚- 239,这可能是由中子轰击铀- 238,因此形成副产品铀反应堆中铀- 238是暴露在中子。钚- 239可用于铀- 235的地方在核武器或核反应堆。第二个可能是更重要的是,因为它是由元素钍,地球上有巨大的外汇储备。当钍- 232中子轰击,它捕获一个中子和转化为钍- 233。这种同位素衰变β发射镤- 233,再次发出β粒子铀- 233,可裂变的铀同位素。由于铀是一种相对稀缺的元素,开发核能大规模的预计耗尽可以产生经济迅速的铀。使用钍从而可以延长供应可裂变物质约三倍,以及使用钚可能增加一倍以上。增殖动力反应堆设计,很少从吸收中子通过表面或失去了杂质,更可裂变物质(铀- 233或钚- 239)比消耗的生产。这种增殖反应堆应该可行的,永无止境的可裂变同位素可以供应。

尽管没有其他可裂变同位素的锕系元素发生在大量,有实际用途的nonfissionable同位素由于核衰变产生的大量的热量。特殊电源需要伟大的可靠性,热电发电机使用这些同位素被认为是。α放射同位素和放射性半衰期在几个月到100年或更合适的候选人。(β-或gamma-emitting同位素需要太多的屏蔽是可用的)。锔- 244的半衰期为18.1年,生产每克2.83瓦特的热量。钚- 238生产0.57瓦特每克,更长的半衰期为87.74年。钚- 238电源已经在月球上种植,用于太空任务提供电能的外行星传输消息传回地球。钚- 238也被用作起搏器电源在1970年代,在高效的化学电池。