Потухший радионуклид
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( январь 2012 г. ) |
— Вымерший радионуклид это радионуклид , который образовался в результате нуклеосинтеза до образования Солнечной системы, около 4,6 миллиардов лет назад, но с тех пор распался до практически нулевого содержания и больше не поддается обнаружению как первичный нуклид . Потухшие радионуклиды образовались в результате различных процессов в ранней Солнечной системе и вошли в состав метеоритов и протопланет . Все широко документированные вымершие радионуклиды имеют период полураспада менее 100 миллионов лет. [1]
Короткоживущие радиоизотопы, которые встречаются в природе, постоянно генерируются или пополняются в результате естественных процессов, таких как космические лучи ( космогенные нуклиды ), фоновое излучение или цепочка распада или спонтанное деление других радионуклидов.
Короткоживущие изотопы, которые не образуются и не пополняются в результате естественных процессов, не встречаются в природе, поэтому их называют вымершими радионуклидами. Об их прежнем существовании свидетельствует избыток их стабильных или почти стабильных продуктов распада.
Примеры вымерших радионуклидов включают йод-129 (впервые отмеченный в 1960 году, полученный на основании избыточных концентраций ксенона-129 в метеоритах в ксенон-йодной системе датирования), алюминий-26 (выведенный из избытка магния-26, обнаруженного в метеоритах). , и железо-60 .
Солнечная система и Земля сформированы из первичных нуклидов и вымерших нуклидов. Потухшие нуклиды распались, но первичные нуклиды все еще существуют в своем первоначальном состоянии (нераспавшемся). Существует 251 стабильный первичный нуклид и остатки 35 первичных радионуклидов, которые имеют очень длительный период полураспада.
Список вымерших радионуклидов
[ редактировать ]Неполный список радионуклидов, не обнаруженных на Земле, но для которых присутствуют продукты распада:
| Изотоп | Период полураспада ( Мир ) | Дочь |
|---|---|---|
| Самарий-146 | 92.0 | Неодим-142 (стабильный) |
| Плутоний-244 | 80.8 | Торий-232 , продукты деления (особенно ксенон ) |
| Ниобий-92 | 34.7 | Цирконий-92 (стабильный) |
| Йод-129 | 15.7 | Ксенон-129 (стабильный) |
| Кюрий-247 | 15.6 | Уран-235 |
| Свинец-205 | 15.3 | Таллий-205 (стабильный) |
| Гафний-182 | 8.91 | Вольфрам-182 (стабильный) |
| Палладий-107 | 6.53 | Серебро-107 (стабильное) |
| Технеций-97 | 4.21 | Молибден-97 (стабильный) |
| Технеций-98 | 4.2 | Рутений-98 (стабильный) |
| Диспрозий-154 | 3.01 | Неодим-142 (стабильный) |
| Железо-60 | 2.62 | Никель-60 (стабильный) |
| Цезий-135 | 2.33 | Барий-135 (стабильный) |
| Нептуний-237 | 2.144 | Висмут-209 |
| Гадолиний-150 | 1.798 | Неодим-142 (стабильный) |
| Цирконий-93 | 1.53 | Ниобий-93 (стабильный) |
| Алюминий-26 | 0.717 | Магний-26 (стабильный) |
| Лантан-137 | 0.06 | Барий-137 (стабильный) |
Плутоний-244 и самарий-146 имеют период полураспада, достаточно длинный, чтобы все еще присутствовать на Земле, но их присутствие не подтверждено экспериментально.
Известные изотопы с более коротким сроком жизни, которые все еще производятся на Земле, включают:
- Марганец-53 и бериллий-10 производятся в результате расщепления космическими лучами пыли в верхних слоях атмосферы.
- Уран-236 производится в урановых рудах за счет нейтронов других радиоизотопов.
- Йод-129 производится из теллура-130 с помощью мюонов космических лучей и расщепления стабильных изотопов ксенона космическими лучами в атмосфере.
Также производятся радиоизотопы с периодом полураспада менее одного миллиона лет: например, углерод-14 в результате образования космических лучей в атмосфере (период полураспада 5730 лет).
Использование в геохронологии
[ редактировать ]Несмотря на то, что упомянутые выше радиоактивные изотопы в настоящее время фактически вымерли, свидетельства их существования обнаруживаются в продуктах их распада и очень полезны для геологов, желающих использовать их в качестве геохронометров. [2] Их полезность обусловлена несколькими факторами, такими как тот факт, что их короткий период полураспада обеспечивает высокое хронологическое разрешение, а химическая подвижность различных элементов может датировать уникальные геологические процессы, такие как магматическое фракционирование и поверхностное выветривание. Однако при использовании вымерших нуклидов приходится преодолевать препятствия. Необходимость в высокоточных измерениях соотношений изотопов имеет первостепенное значение, поскольку вымершие радионуклиды составляют столь небольшую долю дочерних изотопов. Эта проблема усугубляется растущим вкладом, который высокоэнергетические космические лучи оказывают на и без того незначительные количества дочерних изотопов, образовавшихся из вымерших нуклидов. Выявление источника и распространенности этих эффектов имеет решающее значение для получения точного возраста вымерших нуклидов. Кроме того, необходимо провести дополнительную работу по определению более точного периода полураспада для некоторых из этих изотопов, таких как 60 Фе и 146 См. [3]
См. также
[ редактировать ]- Пресолярные зерна
- Радиогенный нуклид , двойственная концепция
- Радиометрическое датирование
- Список нуклидов , который включает список радионуклидов в порядке периода полураспада.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Дауфас, Н.; Шоссидон, М. (2011). «Перспектива с потухших радионуклидов на молодой звездный объект: Солнце и его аккреционный диск». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 39 : 351–386. arXiv : 1105.5172 . Бибкод : 2011AREPS..39..351D . doi : 10.1146/annurev-earth-040610-133428 . S2CID 37117614 .
- ^ «Хронология вымерших радионуклидов» . Геохронология и термохронология . Джон Уайли и сыновья. 2017. стр. 421–443. дои : 10.1002/9781118455876.ch14 . ISBN 9781118455876 .
- ^ Ругель, Г.; Фастерманн, Т.; Кни, К.; Корщинек, Г.; Путивцев М.; Шуман, Д.; Кивель, Н.; Гюнтер-Леопольд, И.; Вайнрайх, Р.; Вольмутер, М. (2009). «Новое измерение периода полураспада Fe60» . Письма о физических отзывах . 103 (7): 072502. Бибкод : 2009PhRvL.103g2502R . doi : 10.1103/PhysRevLett.103.072502 . PMID 19792637 — через ResearchGate .