Thorium-Reihe

Die Thorium-Reihe ist die Zerfallsreihe des natürlich vorkommenden Thoriumisotops ²³²Th. Ihr Endnuklid ist das Bleiisotop ²⁰⁸Pb.^[1] Weil als Ausgangsnuklid für ²³²Th das in der Natur in sehr geringen Mengen vorkommende Plutoniumisotop ²⁴⁴Pu angesehen werden kann, wird die Reihe manchmal bereits dort begonnen. ²³⁶U wird sowohl in Uranerzen als auch in Kernreaktoren in geringen Mengen durch Neutroneneinfang aus ²³⁵U gebildet, wenn es nicht zur Kernspaltung kommt. Ähnlich verhält es sich mit ²⁴⁰Pu das aus ²³⁹Pu gebildet wird und in nennenswerten Mengen spät im Abbrand von Uranbrennstoff vorliegt, in frischem Brennstoff oder Uranerz jedoch nur in winzigen Mengen vorhanden ist. Bei Verwendung von MOX-Brennelementen entsteht entsprechend mehr ²⁴⁰Pu, jedoch kaum ²⁴⁴Pu, da ²⁴¹Pu und ²⁴³Pu nicht gegen Betazerfall stabil sind.^[2]

Natürliche radioaktive Zerfallsreihen: Thorium-Reihe (blau)

4n-Reihe

Die Thorium-Reihe (auch 4n genannt) startet bei ²³²Th und endet bei ²⁰⁸Pb.^[1][3][4]

Zerfallsreihen von ²³²Th: Z ist die Ordnungszahl (Protonenzahl), N die Neutronenzahl der Nuklide.
Schwere Nuklide bis ²⁴⁴Pu sind nicht dargestellt.

Nuklid	Zerfall	Halbwerts- zeit[1]	E (MeV)[5]	Zerfalls- produkt
244Pu	α 99,879 % SF 0,121 %	80 · 106 a	4,666 divers	240U diverse
240U	β−	14,1 h	0,4	240Np
240Np	β−	65 min	0,9	240Pu
240Pu	α	6564 a	5,256	236U
236U	α	2,3 · 107 a	4,494	232Th
232Th	α, γ	1,405 · 1010 a	4,083	228Ra
228Ra	β−	5,75 a	0,046	228Ac
228Ac	β−	6,15 h	2,127	228Th
228Th	α	1,9131 a	5,520	224Ra
224Ra	α	3,66 d	5,789	220Rn
220Rn	α	55,6 s	6,405	216Po
216Po	α	0,145 s	6,906	212Pb
212Pb	β−	10,64 h	0,574	212Bi
212Bi	β− 64,06 % α  35,94 %	60,55 min	2,254 6,207	212Po 208Tl
212Po	α	0,299 µs	8,954	208Pb
208Tl	β−	3,053 min	5,001	208Pb
208Pb	stabil

Radioaktive Zerfallsreihen

Thorium-Reihe (4n) | Neptunium-Reihe (4n+1) | Uran-Radium-Reihe (4n+2) | Uran-Actinium-Reihe (4n+3)

Einzelnachweise

1. L. R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger: The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (3rd ed., Volumes 1-5). Springer Science & Business Media, 2007, ISBN 978-1-4020-3598-2, S. 23 ff. (books.google.com).
2. International Atomic Energy Agency: Thorium Fuel Cycle - Potential Benefits and Challenges. 2005, S. 1–112.
3. Objective Pre Engineering Chemistry. Krishna Prakashan Media, ISBN 978-81-87224-45-7, S. 78 (books.google.com).
4. Aditya Tripathi: Nature Of Chemistry Volume - 1. Kavya Publications, S. 134 (books.google.com).
5. Earl K. Hyde: Natural Radioactivity of the Heavy Elements: a Comprehensive Review. 1963 (escholarship.org).