I nuclidi presenti nell'ambiente possono essere raggruppati in più categorie, a seconda della loro origine:
Un nuclide può appartenere a molte di queste categorie: può, ad esempio, essere sia primordiale che radiogenico (come il piombo 208, un isotopo stabile quindi primordiale, ma di cui la maggior parte degli atomi sulla Terra risulta dal decadimento del torio 232, oppure argon 40, anch'esso stabile ma per oltre il 99% dalla disintegrazione del potassio 40), o cosmogenico e artificiale (come lo iodio 129, che si ritrova in minime tracce come isotopo cosmogenico nell'ambiente, ma soprattutto prodotto di fissione, la maggior parte dei quali proviene da contaminazioni a seguito di test o incidenti nucleari).
Elemento | Z | Isotopi primordiali
(di cui instabile ) |
Radioisotopi non primordiali | |
---|---|---|---|---|
Isotopi | Origine | |||
Idrogeno | 1 | 1 H , 2 H | 3 h | Cosmogenico e artificiale |
Elio | 2 | 3 He , 4 He | ||
Litio | 3 | 6 Li, 7 Li | ||
Berillio | 4 | 9 Sii | 7 Sii, 10 Sii | Cosmogenico |
Boro | 5 | 10 B, 11 B | ||
Carbonio | 6 | 12 C, 13 C | 11 C, 14 C | Cosmogenico e artificiale |
Azoto | 7 | 14 N, 15 N | ||
Ossigeno | 8 | 16 O, 17 O, 18 O | ||
Fluoro | 9 | 19 F | 18 F. | Cosmogenico |
Neon | 10 | 20 Ne, 21 Ne, 22 Ne | 24 Ne, 25 Ne, 26 Ne | Radiogenico |
Sodio | 11 | 23 Na | 22 Na, 24 Na | Cosmogenico |
Magnesio | 12 | 24 mg, 25 mg, 26 mg | 28 Mg | Cosmogenico |
Alluminio | 13 | 27 Al | 26 Al | Cosmogenico |
Silicio | 14 | 28 Si, 29 Si, 30 Si | 31 Si, 32 Si | Cosmogenico |
Fosforo | 15 | 31 P | 32 P | Cosmogenico |
Zolfo | 16 | 32 S, 33 S, 34 S, 36 S | 35 S | Cosmogenico |
Cloro | 17 | 35 Cl, 37 Cl | 34m Cl, 36 Cl , 38 Cl, 39 Cl | Cosmogenico e artificiale |
Argon | 18 | 36 Ar, 38 Ar, 40 Ar | 37 Ar, 39 Ar, 41 Ar | Cosmogenico |
Potassio | 19 | 39 K, 40 K , 41 K | ||
Calcio | 20 | 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca, 48 Ca | 41 Ca | Cosmogenico |
Scandio | 21 | 45 Sc | 48 Sc (?) | Radiogenico (da 48 Ca) |
Titanio | 22 | 46 Ti, 47 Ti, 48 Ti, 49 Ti, 50 Ti | ||
Vanadio | 23 | 50 V ,51V. | ||
Cromo | 24 | 50 Cr, 52 Cr, 53 Cr, 54 Cr | ||
Manganese | 25 | 55 Mn | 53 Mn | Cosmogenico |
Ferro | 26 | 54 Fe, 56 Fe, 57 Fe, 58 Fe | ||
Cobalto | 27 | 59 Co | 60 Co | Artificiale |
Nichel | 28 | 58 Ni, 60 Ni, 61 Ni, 62 Ni, 64 Ni | ||
Rame | 29 | 63 Cu, 65 Cu | ||
Zinco | 30 | 64 Zn, 66 Zn, 67 Zn, 68 Zn, 70 Zn | ||
Gallio | 31 | 69 Ga, 71 Ga | ||
Germanio | 32 | 70 Ge, 72 Ge, 73 Ge, 74 Ge, 76 Ge | ||
Arsenico | 33 | 75 Ace | ||
Selenio | 34 | 74 Se, 76 Se, 77 Se, 78 Se, 80 Se, 82 Se | ||
Bromo | 35 | 79 Br, 81 Br | ||
Krypton | 36 | Kr 78 , 80 Kr, 82 Kr, 83 Kr, 84 Kr, 86 Kr | 81 Kr, 85 Kr | Cosmogenico e artificiale |
Rubidio | 37 | 85 Rb, 87 Rb | ||
Stronzio | 38 | 84 Sr, 86 Sr, 87 Sr, 88 Sr | 90 Sr | Artificiale |
Ittrio | 39 | 89 Y | ||
Zirconio | 40 | 90 Zr, 91 Zr, 92 Zr, 94 Zr, 96 Zr | ||
Niobio | 41 | 93 Nb | ||
Molibdeno | 42 | 92 MB, 94 MB, 95 MB, 96 MB, 97 MB, 98 MB, 100 MB | ||
Tecnezio | 43 | 99 Tc | Artificiale | |
Rutenio | 44 | 96 Ru, 98 Ru, 99 Ru, 100 Ru, 101 Ru, 102 Ru, 104 Ru | ||
Rodio | 45 | 103 Rh | ||
Palladio | 46 | 102 Pd, 104 Pd, 105 Pd, 106 Pd, 108 Pd, 110 Pd | ||
Argento | 47 | 107 Ag, 109 Ag | ||
Cadmio | 48 | 106 Cd, 108 Cd, 110 Cd, 111 Cd, 112 Cd, 113 Cd , 114 Cd, 116 Cd | ||
Indio | 49 | 113 In, 115 A | ||
Stagno | 50 | 112 Sn, 114 Sn, 115 Sn, 116 Sn, 117 Sn, 118 Sn, 119 Sn, 120 Sn, 122 Sn, 124 Sn | ||
Antimonio | 51 | 121 Sb, 123 Sb | ||
Tellurio | 52 | 120 Te, 122 Te, 123 Te, 124 Te, 125 Te, 126 Te, 128 Te, 130 Te | ||
Iodio | 53 | 127 I. | 129 I, 131 I | Cosmogenico e artificiale |
Xeno | 54 | 124 Xe, 126 Xe, 128 Xe, 129 Xe, 130 Xe, 131 Xe, 132 Xe, 134 Xe, 136 Xe | ||
Cesio | 55 | 133 Cs | 137 Cs | Artificiale |
Bario | 56 | 130 Ba ,132Ba,134Ba,135Ba,136Ba,137Ba,138Ba | ||
Lantanio | 57 | 138 A ,139A | ||
Cerio | 58 | 136 Ce, 138 Ce, 140 Ce, 142 Ce | ||
Praseodimio | 59 | 141 Pr | ||
Neodimio | 60 | 142 Nd, 143 Nd, 144 Nd , 145 Nd, 146 Nd, 148 Nd, 150 Nd | ||
Promezio | 61 | 147 Pm | Radiogenico e artificiale | |
Samario | 62 | 144 Sm, 146 Sm (?), 147 Sm, 148 Sm , 149 Sm, 150 Sm, 152 Sm, 154 Sm | ||
Europium | 63 | 151 Eu ,153Eu | ||
Gadolinio | 64 | 152 Gd ,154Gd,155Gd,156Gd,157Gd,158Gd,160Gd | ||
Terbio | 65 | 159 Tb | ||
Disprosio | 66 | 156 Dy, 158 Dy, 160 Dy, 161 Dy, 162 Dy, 163 Dy, 164 Dy | ||
Olmio | 67 | 165 Ho | ||
Erbio | 68 | 162 Er, 164 Er, 166 Er, 167 Er, 168 Er, 170 Er | ||
Tulio | 69 | 169 MT | ||
Itterbio | 70 | 168 Yb, 170 Yb, 171 Yb, 172 Yb, 173 Yb, 174 Yb, 176 Yb | 182 Yb (?) | Radiogenico (da 232 Th) |
Lutezio | 71 | 175 letti, 176 letti | ||
Afnio | 72 | 174 Hf ,176Hf,177Hf,178Hf,179Hf,180Hf | ||
Tantalio | 73 | 180m Ta , 181 Ta | ||
Tungsteno | 74 | 180 W ,182W,183W,184W,186W. | ||
Renio | 75 | 185 Re, 187 Re | ||
Osmio | 76 | 184 ossa, 186 ossa , 187 ossa, 188 ossa, 189 ossa, 190 ossa, 192 ossa | ||
Iridio | 77 | 191 Ir, 193 Ir | ||
Platino | 78 | 190 Pt ,192Pt,194Pt,195Pt,196Pt,198Pt | ||
Oro | 79 | 197 To | ||
Mercurio | 80 | 196 Hg, 198 Hg, 199 Hg, 200 Hg, 201 Hg, 202 Hg, 204 Hg | ||
Tallio | 81 | 203 Tl, 205 Tl | 206 Tl, 210 Tl, 207 Tl, 208 Tl | Radiogenico |
Condurre | 82 | 204 Pb, 206 Pb, 207 Pb, 208 Pb | 210 Pb, 211 Pb, 212 Pb, 214 Pb | Radiogenico |
Bismuto | 83 | 209 Bi | 210 Bi, 211 Bi, 212 Bi, 214 Bi | Radiogenico |
Polonio | 84 | 210 Po, 211 Po, 212 Po, 214 Po, 215 Po, 216 Po, 218 Po | Radiogenico | |
Uno stato | 85 | 215 At, 218 At, 219 At | Radiogenico | |
Radon | 86 | 218 Rn, 219 Rn, 220 Rn, 222 Rn | Radiogenico | |
Francium | 87 | 223 p | Radiogenico | |
Radio | 88 | 223 Ra, 224 Ra, 226 Ra, 228 Ra | Radiogenico | |
Attinio | 89 | 227 Ac, 228 Ac | Radiogenico | |
Torio | 90 | 232 mila | 227 gio, 228 gio, 230 gio, 231 gio, 234 gio | Radiogenico |
Protoattinio | 91 | 231 Pa, 234 Pa, | Radiogenico | |
Uranio | 92 | 235 U , 238 U | 234 U | Radiogenico |
Nettunio | 93 | 237 Np | Artificiale | |
Plutonio | 94 | 244 Pu (?) | 238 Pu, 239 Pu, 240 Pu, 241 Pu | Artificiale |
Americio | 95 | 241 Am | Artificiale |
Appunti:
I nuclidi primordiali, risultanti (ad eccezione dell'idrogeno) dalla nucleosintesi stellare , sono stati presenti sulla Terra sin dalla sua formazione e sono stabili o instabili ma con un'emivita abbastanza lunga da essere sopravvissuti da allora. La loro radioattività è assente o molto debole (e in molti casi difficile da rilevare). Solo nove nuclidi radioattivi con un'emivita inferiore a dieci volte l'età dell'universo sono stati rilevati con certezza sulla Terra: in ordine decrescente (e quindi crescente radioattività), è 147 Sm, 138 La, 87 Rb , 187 Re, 176 Lu, 232 Th, 238 U, 40 K e 235 U. Gli isotopi del torio e dell'uranio sono alla testa delle catene dei principali decadimenti sulla Terra, e quindi responsabili della presenza di una quarantina di altri nuclidi, quelli radiogeni e chiaramente più radioattivi. Si sospetta che sarà possibile, con i progressi della chimica analitica, rilevare 146 Sm (emivita di circa 100 milioni di anni) e la rilevazione di 244 Pu è stata segnalata negli anni '70, ma da allora messa in dubbio.
I nuclidi radiogeni derivano da decadimenti radioattivi di altri nuclidi, principalmente nuclidi primordiali. Possono essere stabili (come l'argon 40, discendente dal potassio 40) o radioattivi. Quasi tutti gli isotopi degli elementi pesanti radioattivi (Z = 81, Tallio, in Z = 92, Uranio), sono di origine radiogena (le eccezioni sono i quattro radioisotopi primordiali degli elementi bismuto, torio e uranio). Inoltre, anche tre dei quattro isotopi stabili del piombo e uno dei due isotopi stabili del tallio provengono dalle catene di decadimento.
Alcuni rari nuclidi radiogeni non sono isotopi di elementi pesanti e / o non derivano da una catena di decadimento del torio o dell'uranio:
Sappiamo che questi nuclidi devono essere presenti in natura poiché il loro isotopo genitore, di cui conosciamo la modalità di disintegrazione, è lì, ma non sono mai stati rilevati lì.
I nuclidi cosmogenici derivano dall'interazione dei raggi cosmici con i nuclidi terrestri. Sono tutti presenti in piccole quantità in tracce, ma possono essere di notevole importanza, come evidenziato dall'uso del carbonio 14 (presente nell'ambiente a malapena uno o due atomi di 14 C per 10 12 atomi di 12 C) nella datazione di i resti di origine biologica.
I nuclidi artificiali sono prodotti principalmente nei laboratori o dall'industria nucleare. La maggior parte ha un'emivita molto breve, ma i rari nuclidi artificiali a lunga emivita prodotti in quantità dall'industria nucleare hanno il potenziale per contaminare l'ambiente. Ci sono 13 isotopi in questa categoria, che possono essere divisi in due gruppi:
Oltre alle emissioni dell'industria nucleare, la fonte di contaminazione più importante proviene dai test nucleari effettuati in atmosfera tra il 1945 e il 1980. È in particolare la fonte quasi esclusiva di radioisotopi transuranici nell'ambiente: isotopi di plutonio e americio 241. It è anche la causa del picco di cloro 36 negli anni '50 utilizzato nel monitoraggio delle acque sotterranee. Esistono anche alcuni rilasci di radioisotopi di breve durata utilizzati in campo medico, in particolare lo iodio-131 , ma queste contaminazioni ambientali non sono per loro natura persistenti.
Alcuni nuclidi sono generalmente considerati artificiali, perché derivano da reazioni di fissione tipiche dei reattori nucleari, tuttavia alcune tracce possono essere trovate naturalmente presenti nel sito del reattore nucleare naturale di Oklo (questo è in particolare il caso degli unici isotopi naturali di elementi tecnezio e promezio).