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貝克勒爾于一百多年前首先發(fā)現(xiàn)了鈾是一種天然放射性物質(zhì)，后來實(shí)驗(yàn)證明鈾衰變產(chǎn)生放射性物質(zhì)鐳，而鐳又能衰變產(chǎn)生氡，氡氣依然是放射性物質(zhì)，這顯然不是巧合。后來，隨著科學(xué)家不懈的探索，人們發(fā)現(xiàn)大部分天然放射性核素是成系列存在的。

人們將某一種放射性元素的全部衰變產(chǎn)物順序次列排放到一起，將這樣的排列命名為該種放射性元素的放射系，又稱衰變鏈。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)歸納總結(jié)，人們發(fā)現(xiàn)自然界存在三大衰變系——釷系、鈾系和錒系。

釷系是從釷-232開始的，經(jīng)過10次連續(xù)衰變，最后成為穩(wěn)定核素鉛-208。釷系的成員有一個(gè)共同的特征，就是原子核的質(zhì)量數(shù)（核內(nèi)中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)之和）都是4的倍數(shù)，因此，釷系也被稱為4n系。釷系的母核釷-232是重要的原生放射性物質(zhì)，其半衰期長(zhǎng)達(dá)141億年。釷系的子核中半衰期最長(zhǎng)的是鐳-228，有5.76年。因此，釷系在自然界中建立平衡，達(dá)到比較穩(wěn)定的相對(duì)成分構(gòu)成需要幾十年的時(shí)間。

鈾系是從鈾-238開始的，經(jīng)過14次連續(xù)衰變最后成為穩(wěn)定核素鉛-206。與釷系類似，鈾系的質(zhì)量數(shù)都是4的倍數(shù)加上2，因此鈾系被稱為4n+2系。鈾系的母核鈾-238是自然界存在的鈾元素中豐度的核素，半衰期長(zhǎng)達(dá)45億年。鈾系子核中半衰期最長(zhǎng)的是鈾-234，為24.5萬(wàn)年。因此，鈾系在自然界中建立平衡，達(dá)到比較穩(wěn)定的相對(duì)成分構(gòu)成需要幾百萬(wàn)年的時(shí)間。

錒系是從鈾-235開始的，經(jīng)過11次連續(xù)衰變最后成為穩(wěn)定核素鉛-207。由于鈾-235被稱為錒鈾，所以這個(gè)放射系被命名為錒系。錒系成員的質(zhì)量數(shù)都是4的倍數(shù)加3，也被稱為4n+3系。錒系的母核是鈾-235，是制作器的主要原料，半衰期為7億年。錒系子核中半衰期最長(zhǎng)的是鏷-231，為3.3萬(wàn)年。因此，錒系在自然界中建立平衡，達(dá)到比較穩(wěn)定的相對(duì)成分構(gòu)成需要幾十萬(wàn)年的時(shí)間。

通過以上介紹，我們可以發(fā)現(xiàn)這些放射系有一個(gè)共同的特點(diǎn)：系內(nèi)核素之間的質(zhì)量數(shù)之差為4的倍數(shù)。其原因是放射系母子體質(zhì)量數(shù)遞減是由α衰變引起的。α衰變放出的氦核，具有的質(zhì)量數(shù)正是4，而β和γ衰變并不引起核素質(zhì)量數(shù)的變化。此外，這幾個(gè)放射系的母核半衰期都很長(zhǎng)，能夠達(dá)到甚至超過地球的年齡，因而能夠保存至今。除了三大天然放射系之外，還有一些較輕的天然放射性核素，如鉀-40等。這些核素的半衰期也特別長(zhǎng)，如鉀-40的半衰期為12.48億年。（摘自《射線相伴你我他》P32）