Алюминий-26
| Общий | |
|---|---|
| Символ | 26 Ал |
| Имена | алюминий-26, 26Ал, Ал-26 |
| Протоны ( С ) | 13 |
| Нейтроны ( Н ) | 13 |
| Данные о нуклидах | |
| Природное изобилие | след (космогенный) |
| Период полураспада ( т 1/2 ) | 7.17 × 10 5 годы |
| Вращаться | 5+ |
| Режимы затухания | |
| Режим затухания | Энергия распада ( МэВ ) |
| б+ | 4.00414 |
| е | 4.00414 |
| Изотопы алюминия Полная таблица нуклидов | |
Алюминий-26 ( 26 Al , Al-26 ) — радиоактивный изотоп химического элемента алюминия , распадающийся либо за счёт эмиссии позитронов , либо за счёт захвата электронов до стабильного магния -26. Период полураспада 26 Алу 717 000 лет. Это слишком мало для того, чтобы изотоп мог выжить в качестве первичного нуклида , но небольшое его количество образуется в результате столкновений атомов с космических лучей протонами . [1]
Распад алюминия-26 также приводит к образованию гамма-лучей и рентгеновских лучей . [2] Рентгеновские лучи и оже-электроны испускаются возбужденной атомной оболочкой дочернего 26 Mg после захвата электрона, который обычно оставляет дырку в одной из нижних подоболочек.
Поскольку он радиоактивный, его обычно хранят за слоем свинца на глубине не менее 5 сантиметров (2 дюйма). Связаться с 26 Al может привести к радиологическому загрязнению. Это требует специальных инструментов для транспортировки, использования и хранения. [3]
Встречаться
[ редактировать ]Алюминий-26 можно использовать для расчета земного возраста метеоритов и комет . Он производится в значительных количествах во внеземных объектах путем расщепления кремния бериллием вместе с -10 , хотя после падения на Землю 26 Производство Al прекращается, и его содержание относительно других космогенных нуклидов уменьшается. Отсутствие источников алюминия-26 на Земле является следствием того, что земная атмосфера препятствует взаимодействию кремния на поверхности и нижней тропосфере с космическими лучами. Следовательно, количество 26 Al в образце можно использовать для расчета даты падения метеорита на Землю. [1]
Появление в межзвездной среде
[ редактировать ]
Гамма-излучение в результате распада алюминия-26 при энергии 1809 кэВ было первым наблюдаемым гамма-излучением из Галактического центра . Наблюдение было произведено спутником HEAO-3 в 1984 году. [4] [5]
26 Al в основном производится в сверхновых, выбрасывающих множество радиоактивных нуклидов в межзвездную среду . Считается, что этот изотоп имеет решающее значение для эволюции планетарных объектов, обеспечивая достаточно тепла для плавления и дифференциации срастающихся планетезималей . Известно, что это произошло в ранней истории астероидов 1 Церера и 4 Веста . [6] [7] [8] 26 Было высказано предположение, что Ал сыграл роль в необычной форме спутника Сатурна Япета . Япет заметно сплющен и сплющен, что указывает на то, что в начале своей истории он вращался значительно быстрее, а период вращения, возможно, составлял всего 17 часов. Отопление от 26 Ал мог бы обеспечить Япету достаточно тепла, чтобы он мог соответствовать этому быстрому периоду вращения, прежде чем Луна остынет и станет слишком жесткой, чтобы вернуться в гидростатическое равновесие. [9]
Алюминий-26 в ранней Солнечной системе
[ редактировать ]Рассматривая известное плавление малых планетарных тел в ранней Солнечной системе, Х.К. Юри отметил, что встречающиеся в природе долгоживущие радиоактивные ядра ( 40 К, 238 В, 235 У и 232 Th) были недостаточными источниками тепла. Он предположил, что источником тепла могут быть короткоживущие ядра недавно образовавшихся звезд, и идентифицировал 26 Ал как наиболее вероятный выбор. [10] [11] Это предложение было сделано задолго до того, как стали известны или поняты общие проблемы звездного нуклеосинтеза ядер. Эта гипотеза была основана на открытии 26 Эл в мишени Mg от Simonton, Rightmire, Long & Kohman. [12]
Их поиск был предпринят потому, что до сих пор не было известного радиоактивного изотопа Al, который мог бы быть полезен в качестве индикатора. Теоретические соображения показали, что состояние 26 Ал должен существовать. Время жизни 26 Ал тогда еще не был известен; это было оценено только между 10 4 и 10 6 годы. Поиск 26 Произошло это в течение многих лет, спустя много времени после открытия вымершего радионуклида. 129 I , показавший, что вклад звездных источников составил ~10 8 лет до того, как Солнце внесло свой вклад [ как? ] к смеси Солнечной системы. Давно известно, что астероидные материалы, из которых можно получить образцы метеоритов, происходят из ранней Солнечной системы. [13]
Метеорит Альенде , упавший в 1969 году, содержал обильные включения, богатые кальцием и алюминием (CAI). Это очень тугоплавкие материалы, и их интерпретировали как конденсаты горячей солнечной туманности . [14] [15] затем обнаружил, что содержание кислорода в этих объектах увеличивается в 16 O на ~5%, в то время как 17 Т/ 18 О было то же, что и земное. Это ясно показало большой эффект от обильного элемента, который мог быть ядерным, возможно, из звездного источника. Затем было обнаружено, что эти объекты содержат стронций с очень низким содержанием. 87 старший/ 86 Сэр указывает, что они были на несколько миллионов лет старше ранее проанализированного метеоритного материала и что этот тип материала заслуживает поиска. 26 Ал. [16] 26 Сегодня алюминий присутствует только в материалах Солнечной системы в результате космических реакций на неэкранированные материалы с чрезвычайно высокой скоростью. [ количественно ] низкий уровень. Таким образом, любой оригинал 26 Эл из ранней Солнечной системы сейчас вымер.
Чтобы установить наличие 26 В очень древних материалах необходимо продемонстрировать, что образцы должны содержать явные излишки 26 мг/ 24 Mg, что коррелирует с соотношением 27 Ал/ 24 Мг. Конюшня 27 Ал тогда является суррогатом вымерших 26 Ал. разные 27 Ал/ 24 Соотношения Mg связаны с различными химическими фазами в образце и являются результатом обычных процессов химического разделения, связанных с ростом кристаллов в CAI. Явные доказательства присутствия 26 Al в соотношении содержания 5×10 −5 было показано Ли и др. [17] [18] Стоимость ( 26 Ал/ 27 Ал ~ 5 × 10 −5 ) в настоящее время считается самым высоким значением в ранних образцах Солнечной системы и обычно используется в качестве уточненного хронометра шкалы времени для ранней Солнечной системы. Более низкие значения подразумевают более позднее время формирования. Если это 26 Al является результатом досолнечных звездных источников, то это предполагает тесную связь во времени между формированием Солнечной системы и образованием в какой-то взрывающейся звезде. Многие материалы, которые считались очень ранними (например, хондры), по-видимому, образовались на несколько миллионов лет позже. [19] Тогда же открывались и другие потухшие радиоактивные ядра, явно имевшие звездное происхождение. [20]
Что 26 Al присутствовал в межзвездной среде, поскольку основной источник гамма-излучения не был исследован до разработки программы астрономических обсерваторий высоких энергий. Космический аппарат HEAO -3 с охлаждаемыми Ge-детекторами позволил четко зарегистрировать гамма-линии с энергией 1,808 МэВ из центральной части галактики из распределенного пространства. 26 Аль источник. [4] Это представляет собой квазистационарный запас, соответствующий двум солнечным массам 26 Ал был роздан. [ нужны разъяснения ] Это открытие было значительно расширено наблюдениями Комптонской гамма-обсерватории с использованием телескопа COMPTEL в галактике. [21] Впоследствии 60 Также были обнаружены линии Fe (1,173 МэВ и 1,333 МэВ), показывающие относительные скорости распада от 60 Fe к 26 Ал быть 60 Fe/ 26 Ал ~ 0,11. [22]
В погоне за перевозчиками 22 Ne в осадке, образовавшемся в результате химического разрушения некоторых метеоритов, зерна-носители микронного размера, кислотостойкие ультратугоплавкие материалы (например, C, SiC ) были обнаружены Э. Андерсом и группой из Чикаго. Было ясно показано, что несущие зерна представляют собой околозвездные конденсаты более ранних звезд и часто содержат очень большие усиления в 26 мг/ 24 Mg от распада 26 Эл с 26 Ал/ 27 Al иногда приближается к 0,2. [23] [24] Эти исследования зерен микронного размера стали возможны в результате развития масс-спектрометрии поверхностных ионов с высоким массовым разрешением и сфокусированным лучом, разработанной Г. Слодзианом и Р. Кастаингом из компании CAMECA Co.
Производство 26 Al, полученный при взаимодействии космических лучей в неэкранированных материалах, используется в качестве монитора времени воздействия космических лучей. Их количество намного ниже первоначального количества, обнаруженного в самых ранних обломках Солнечной системы.
Метастабильные состояния
[ редактировать ]До 1954 года период полураспада алюминия-26m составлял 6,3 секунды. [25] После того, как было высказано предположение, что это может быть период полураспада метастабильного состояния ( изомера получено бомбардировкой магния-26 и магния-25 дейтронами ) алюминия-26, основное состояние было в циклотроне университета Питтсбургского . [12] Установлено, что первый период полувыведения находится в пределах 10 6 годы. Ферми Период полураспада бета-распада метастабильного состояния алюминия-26 представляет интерес для экспериментальной проверки двух компонентов Стандартной модели , а именно гипотезы сохраняющегося векторного тока и требуемой унитарности матрицы Кабиббо – Кобаяши – Маскавы. . [26] Распад сверхразрешен . Измерение периода полураспада в 2011 г. 26 м Al составляет 6346,54 ± 0,46 (статистическая) ± 0,60 (системная) миллисекунды. [27]
См. также
[ редактировать ]- Изотопы алюминия
- Радиометрическое датирование § Хронометр 26Ал – 26Мг
- Датирование воздействия поверхности
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Оверхолт, AC; Мелотт, Алабама (2013). «Усиление космогенных нуклидов за счет осаждения долгопериодических комет как проверка гипотезы воздействия Младшего Дриаса». Письма о Земле и планетологии . 377–378: 55–61. arXiv : 1307.6557 . Бибкод : 2013E&PSL.377...55O . дои : 10.1016/j.epsl.2013.07.029 . S2CID 119291750 .
- ^ «Паспорт безопасности нуклидов Алюминий-26» (PDF) . www.nchps.org.
- ^ «Паспорт безопасности нуклидов Алюминий-26» (PDF) . Национальное общество здоровья и физики . Проверено 13 апреля 2009 г.
- ^ Jump up to: а б Махони, Вашингтон; Линг, Дж. К.; Уитон, Вашингтон; Джейкобсон, А.С. (1984). «Открытие HEAO 3 Ал-26 в межзвездной среде». Астрофизический журнал . 286 : 578. Бибкод : 1984ApJ...286..578M . дои : 10.1086/162632 .
- ^ Кохман, Т.П. (1997). «Алюминий-26: нуклид на все времена». Журнал радиоаналитической и ядерной химии . 219 (2): 165–176. дои : 10.1007/BF02038496 . S2CID 96683475 .
- ^ Московиц, Николай; Гайдос, Эрик (2011). «Дифференциация планетезималей и тепловые последствия миграции расплава». Метеоритика и планетология . 46 (6): 903–918. arXiv : 1101.4165 . Бибкод : 2011M&PS...46..903M . дои : 10.1111/j.1945-5100.2011.01201.x . S2CID 45803132 .
- ^ Золотов, М.Ю. (2009). «О составе и дифференциации Цереры». Икар . 204 (1): 183–193. Бибкод : 2009Icar..204..183Z . дои : 10.1016/j.icarus.2009.06.011 .
- ^ Зубер, Мария Т.; Максуин, Гарри Ю.; Бинцель, Ричард П.; Элкинс-Тантон, Линда Т.; Коноплив Александр Сергеевич; Питерс, Карл М.; Смит, Дэвид Э. (2011). «Происхождение, внутренняя структура и эволюция 4 Весты». Обзоры космической науки . 163 (1–4): 77–93. Бибкод : 2011ССРв..163...77З . дои : 10.1007/s11214-011-9806-8 . S2CID 7658841 .
- ^ Керр, Ричард А. (6 января 2006 г.). «Как ледяные спутники Сатурна обретают (геологическую) жизнь» . Наука . 311 (5757): 29. дои : 10.1126/science.311.5757.29 . ПМИД 16400121 . S2CID 28074320 .
- ^ Юри, ХК (1955). «Космическое изобилие калия, урана и тория и тепловой баланс Земли, Луны и Марса» . ПНАС . 41 (3): 127–144. Бибкод : 1955ПНАС...41..127У . дои : 10.1073/pnas.41.3.127 . ПМК 528039 . ПМИД 16589631 .
- ^ Юри, ХК (1956). «Космическое изобилие калия, урана и тория и тепловой баланс Земли, Луны и Марса» . ПНАС . 42 (12): 889–891. Бибкод : 1956PNAS...42..889U . дои : 10.1073/pnas.42.12.889 . ПМК 528364 . ПМИД 16589968 .
- ^ Jump up to: а б Симантон, Джеймс Р.; Райтмайр, Роберт А.; Лонг, Элтон Л.; Кохман, Трумэн П. (1954). «Долгоживущий радиоактивный алюминий 26». Физический обзор . 96 (6): 1711–1712. Бибкод : 1954PhRv...96.1711S . дои : 10.1103/PhysRev.96.1711 .
- ^ Блэк, округ Колумбия; Пепин, Р.О. (11 июля 1969 г.). «Захваченный неон в метеоритах — II». Письма о Земле и планетологии . 6 (5): 395. Бибкод : 1969E&PSL...6..395B . дои : 10.1016/0012-821X(69)90190-3 .
- ^ Гроссман, Л. (июнь 1972 г.). «Конденсация в примитивной солнечной туманности». Geochimica et Cosmochimica Acta . 36 (5): 597. Бибкод : 1972GeCoA..36..597G . дои : 10.1016/0016-7037(72)90078-6 .
- ^ Клейтон, Роберт Н .; Гроссман, Л.; Маеда, Тошико К. (2 ноября 1973 г.). «Компонент примитивного ядерного состава в углеродистых метеоритах». Наука . 182 (4111): 485–8. Бибкод : 1973Sci...182..485C . дои : 10.1126/science.182.4111.485 . ПМИД 17832468 . S2CID 22386977 .
- ^ Грей (1973). «Идентификация ранних конденсатов солнечной туманности». Икар . 20 (2): 213. Бибкод : 1973Icar...20..213G . дои : 10.1016/0019-1035(73)90052-3 .
- ^ Ли, Тайфун; Папанастассиу, Д.А.; Вассербург, GJ (1976). «Демонстрация 26 Избыток магния у Альенде и доказательства 26 Al». Письма о геофизических исследованиях . 3 (1): 41. Бибкод : 1976GeoRL...3...41L . doi : 10.1029/GL003i001p00041 .
- ^ Ли, Т.; Папанастассиу, Д.А.; Вассербург, Дж.Дж. (1977). «Алюминий-26 в ранней Солнечной системе – ископаемое или топливо» . Письма астрофизического журнала . 211 : 107. Бибкод : 1977ApJ...211L.107L . дои : 10.1086/182351 . ISSN 2041-8205 .
- ^ Хатчон, Айдахо; Хатчисон, Р. (1989). «Свидетельства по обыкновенному хондриту Семаркона для 26 Нагрев малых планет». Nature . 337 (6204): 238–241. doi : 10.1038/337238a0 .
- ^ Келли; Вассербург (декабрь 1978 г.). «Доказательства существования 107 Pd в ранней солнечной системе» . Geophysical Research Letters . 5 (12): 1079. Бибкод : 1978GeoRL...5.1079K . doi : 10.1029/GL005i012p01079 . (t1/2=6,5x10^6 лет)
- ^ Диль, Р.; Дюпрас, К.; Беннетт, К.; и др. (1995). «КОМПТЕЛ-наблюдения Галактики 26 Излучение Al». Astronomy & Astrophysicals . 298 : 445. Бибкод : 1995A&A...298..445D .
- ^ Харрис, MJ; Кнёдльседер, Дж.; Жан, П.; Цисана, Э.; Диль, Р.; Личти, Г.Г.; Рокес, Ж.-П.; Шанне, С.; Вайденспойнтнер, Г. (29 марта 2005 г.). «Обнаружение линий γ-лучей межзвездного 60 Fe спектрометром высокого разрешения SPI». Астрономия и астрофизика . 433 (3): Л49. arXiv : astro-ph/0502219 . Бибкод : 2005A&A...433L..49H . дои : 10.1051/0004-6361:200500093 . S2CID 5358047 .
- ^ Андерс, Э.; Зиннер, Э. (сентябрь 1993 г.). «Межзвездные зерна в примитивных метеоритах: алмаз, карбид кремния и графит». Метеоритика . 28 (4): 490–514. Бибкод : 1993Metic..28..490A . дои : 10.1111/j.1945-5100.1993.tb00274.x .
- ^ Зиннер, Э. (2014). «Пресолярные зерна». В HD Голландии; К.К. Турекян; А. М. Дэвис (ред.). Трактат по геохимии, второе издание . Том. 1. стр. 181–213. дои : 10.1016/B978-0-08-095975-7.00101-7 . ISBN 9780080959757 .
- ^ Холландер, Дж. М.; Перлман, И.; Сиборг, GT (1953). «Таблица изотопов». Обзоры современной физики . 25 (2): 469–651. Бибкод : 1953РвМП...25..469Х . дои : 10.1103/RevModPhys.25.469 .
- ^ Скотт, Ребекка Дж; о'Киф, Грэм Дж; Томпсон, Максвелл Н; Рассул, Роджер П. (2011). «Точное измерение периода полураспада Ферми β-распада 26 Al(m)». Physical Review C. 84 ( 2): 024611. Bibcode : 2011PhRvC..84b4611S . doi : 10.1103/PhysRevC.84.024611 .
- ^ Финли, П; Эттенауэр, С; Болл, Г.К.; Лесли, младший; Свенссон, CE; Андреойу, К; Остин, РА E; Бандиопадхьяй, Д; Кросс, Д.С.; Спрос, Г; Джонголов, М; Гарретт, ЧП; Грин, К.Л.; Гринье, Г.Ф; Хэкман, Дж; Лич, К.Г.; Пирсон, CJ; Филлипс, А.А.; Сумитрараччи, CS; Триамбак, С; Уильямс, SJ (2011). «Высокоточное измерение периода полураспада сверхразрешенного β+-излучателя» 26 Al(m)» . Письма о физическом обзоре . 106 (3): 032501. doi : 10.1103/PhysRevLett.106.032501 . PMID 21405268 .
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
