海水中溶存或懸浮著很多放射性元素。因為這些放射性元素以各自固定的衰變常數(shù)而逐漸衰變著，所以利用這種性質(zhì)，就可以把海洋中所進行的各種現(xiàn)象加上時間的標度。把放射性元素的這種特性在海洋學上的應用，叫作核海洋學。隨測定手段的發(fā)展，20世紀后半期這個鄰域的進展是極其顯著的。
.jpg "海水中天然放射性元素")
海洋中的天然放射性元素，是通過與海洋接觸的大氣、沉積物和大陸三個界面而搬運到海水中的。通過大氣和海洋之間的界面進入了由宇宙射線導致的各種核反應而生成的各種核，以及由地里放出的氣體放射性元素（氧等）的各種子核；另外反過來，也有水的蒸發(fā)和和二氧化碳的逃逸等現(xiàn)象。屬于天然放射性衰變系列核的大部分，都是由大陸以河水中的溶解成分和懸浮物或風搬運塵土的形式運到海洋的。在海水與海底的界面上，容易水解和吸附的各種核不斷地進行沉淀，可溶性或氣體的各種核不斷地由沉積物放出來。
由大氣供給放射能以及由沉積物溶出的現(xiàn)象，對了解表層和深層水混合的速度，是極極為有效的。并且也可以用于測定沉積物由海水中沉淀的速度和年代。
在海洋學上上述重要性是大力開展海洋放射能研究的推動力之一。
放射性元素分為地球生成時就一直存在的原始放射性核和其后由核反應連續(xù)生成的放射性核兩種。原始放射性核，又可以細分為以235U，238U和282Th為首的三個衰變系列和衰變后立刻生成的穩(wěn)定同位素。
屬于三個放射性衰變系列的、系列以外的以及由宇宙射線生成的都分別表示在表3．36，3．37和3．38中。
表3．36 鈾、錒鈾和釷系放射性元素在海洋中的存在量，推測存在量和核的性質(zhì)
| 同位素 | 半衰期 | 衰變型 | 海水中的濃度（克／升） | 海底土表面的濃度（克／克） |
|
238U |
4.5×109年 |
α |
3×10-6 | 1×10-6 |
|
235U |
7.13×108年 |
α |
2×10-8 | 7×10-9 |
| 234U | 2.48×105年 |
α |
1.6×10-10 | 8×10-11 |
| 234Pa |
1.14分 |
β |
1.4×10-19 | 4.7×10-20 |
| 231Pa |
3.43×104年 |
α |
5×10-15 | 1×10-11 |
| 234Th |
24.1日 |
β |
4.3×10-17 | 1.4×10-17 |
| 232Th | 1.42×1010年 |
α |
1×10-9 | 5×10-6 |
|
231Th |
25.6小時 |
β |
8.6×10-20 | 2.6×10-20 |
|
230Th |
7.52×104年 |
α |
2×10-14 | 2×10-9 |
| 228Th | 1.91年 |
α |
4×10-18 | 7×10-16 |
| 227Th | 18.17日 |
α |
<7×10-20 | 1.3×10-17 |
| 228Ac | 6.13小時 |
β |
1.5×10-21 | 2.4×10-19 |
| 227Ac | 21.6年 |
β，α |
<1×10-15 | 5.9×10-15 |
| 228Ra | 6.7年 |
β |
1.4×10-17 | 2.3×10-15 |
| 226Ra | 1.622×103年 |
α |
1.0×10-13 | 4.0×10-12 |
| 224Ra | 3.64日 |
α |
2.1×10-20 | 3.4×10-18 |
| 223Ra | 11.68日 |
α |
<4×10-20 | 8.5×10-18 |
| 223Fr | 32分 |
β |
<7×10-24 | 1.4×10-21 |
| 222Rn | 3.823日 |
α |
6×10-19 | 2.5×10-17 |
| 220Rn | 51.5秒 |
α |
3×10-24 | 5.4×10-22 |
| 219Rn | 3.92秒 |
α |
<2×10-25 | 3.1×10-23 |
| 218Po | 3.05分 |
α |
3×10-22 | 1.4×10-20 |
| 216Po | 0.158秒 |
α |
1×10-26 | 1.7×10-24 |
| 215Po | 1.38×10-3秒 |
α |
<8×10-29 | 1.4×10-26 |
| 214Po | 1.64×10-4秒 |
α |
3×10-28 | 1.1×10-27 |
| 212Po | 3.04×10-7秒 |
α |
1×10-32 | 2.4×10-29 |
| 211Po | 0.52秒 |
α |
<7×10-29 | 1.2×10-26 |
| 210Po | 138秒 |
α |
2×10-17 | 8.8×10-16 |
| 214Bi | 19.7分 |
β |
2×10-21 | 8.8×10-20 |
| 212Bi | 60.5分 |
β，α |
2×10-22 | 3.7×10-24 |
| 211Bi | 2.16分 |
α，β |
<5×10-24 | 1.0×10-21 |
| 210Bi | 5.01日 |
β |
7×10-19 | 3.1×10-17 |
| 214Pb | 26.8分 |
β |
3×10-21 | 1.2×10-19 |
| 212Pb | 10.6小時 |
β |
2×10-21 | 3.9×10-19 |
| 211Pb | 36.1分 |
β |
<9×10-23 | 1.6×10-20 |
| 210Pb | 19.4年 |
β |
1×10-15 | 4.5×10-14 |
| 208Tl | 3.10分 |
β |
4×10-24 | 6.7×10-22 |
| 207Tl | 4.79分 |
β |
<1×10-23 | 2.1×10-21 |
表3．37 系列外的天然放射元素
| 同位素 | 半衰期 （年） |
衰變型 |
豐度比（％） |
海水中的濃度 （克／升） |
海底土含量 （克／克） |
| 187Re | 5.0×1010 |
β |
62.9 | — | — |
| 176Lu | 2.4×1010 |
β |
2.6 | 2×10-12 | — |
| 147Sm | 1.3×1011 | α | 15.0 | 6×10-11 | — |
| 144Nd | 5×1015 | α | 23.87 | 5.3×10-10 | — |
| 142Ce | 5×1015 | α | 11.07 | 1×10-10 | — |
| 115In | 6×1014 |
β |
95.77 | — | — |
| 87Rb | 4.7×1010 |
β |
27.85 | 3.3×10-5 | — |
| 40K | 1.25×109 |
β.E.C. |
0.0119 | 4.5×10-5 | 0.8－4.5×10-6 |
表3．38 由宇宙射線生成的核素
| 同位素 | 半衰期 | 衰變型 |
海水中濃度 （克／升） |
海底土含量 （克／克） |
| 39Cl | 1小時 |
β |
— | |
| 35S | 87日 |
β |
<1.8×10-18* | |
| 32P | 14.3日 |
β |
<1.5×10-18* | |
| 33P | 25日 |
β |
<3.1×10-18* | |
| 32Si | ~500年 |
β |
5×10-19 | （0-2）×10-16 |
| 22Na | 2.6年 |
β |
— | — |
| 14C | 5760年 |
β |
（2-3）×10-14 | （0.1-1）×10-13 |
| 10Be | 2.5×106年 |
β |
（0.7-8）×10-17 | （1-3）×10-13 |
| 7Be | 53日 | E.C. | <4.9×10-17* | — |
| 3H | 12.26年 |
β |
（0.7-5）×10-16 | — |
* 雨水中平均濃度選最大值（按 Peters）。
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