Radyojenik nüklid - Radiogenic nuclide

Bir radyojenik nüklid , bir radyoaktif bozunma süreciyle üretilen bir nükliddir . Kendisi radyoaktif (bir radyonüklid ) veya kararlı ( kararlı bir nüklid ) olabilir.

Radyojenik nüklidler (daha yaygın olarak radyojenik izotoplar olarak adlandırılır ) jeolojideki en önemli araçlardan bazılarını oluşturur. İki ana şekilde kullanılırlar:

  1. Bir sistemdeki radyoaktif 'ana izotop' miktarıyla karşılaştırıldığında, radyojenik 'tüp ürün' miktarı bir radyometrik tarihleme aracı olarak kullanılır (örneğin uranyum-kurşun jeokronolojisi ).
  2. Aynı elementin radyojenik olmayan izotopunun miktarı ile karşılaştırıldığında, radyojenik izotopun miktarı, izotopik imzasını tanımlamak için kullanılır (örn. 206 Pb/ 204 Pb). Bu teknik, izotop jeokimyası başlığı altında daha ayrıntılı olarak tartışılmaktadır .

Örnekler

Bazı doğal olarak oluşan izotoplar tamamen radyojeniktir, ancak bunların tümü radyoaktif izotoplardır ve yarı ömürleri ilkel olarak oluşamayacak kadar kısadır. Bu nedenle, sadece devam eden bozunma süreçlerinin veya onları doğada taze olarak üreten kozmik (kozmik ışın kaynaklı) süreçlerin radyojenik kızları olarak bulunurlar. Birkaçı doğal olarak nükleojenik süreçlerle üretilir (nötron absorpsiyonu gibi diğer türlerin doğal nükleer reaksiyonları).

Yeterince yavaş bozunan veya kararlı izotoplar olan radyojenik izotoplar için , yeterince uzun ömürlü ve kararlı tüm izotoplar aslında doğal olarak ilkel olarak oluştuğundan, her zaman ilkel bir fraksiyon mevcuttur. Bu izotopların bazılarının ek bir kısmı da radyojenik olarak ortaya çıkabilir.

Kurşun , kararlı izotoplarının dördü ( 204 Pb, 206 Pb, 207 Pb ve 208 Pb) ilkel olarak, bilinen ve sabit oranlarda mevcut olduğundan , kısmen radyojenik bir maddenin belki de en iyi örneğidir . Bununla birlikte, 204 Pb yalnızca ilkel olarak bulunurken, diğer üç izotop da uranyum ve toryumun radyojenik bozunma ürünleri olarak ortaya çıkabilir . Spesifik olarak, 206 Pb oluşturulur 238 U, 207 den Pb 235 U ve 208 den Pb 232 Th. Uranyum ve toryum içeren kayalarda, üç daha ağır kurşun izotopunun fazla miktarları, kayaların "tarihlendirilmesine" veya kayanın katılaştığı ve mineralin izotopların oranını sabit ve yerinde tuttuğu zamandan itibaren tahmin edilmesine olanak tanır.

Dikkate değer bir başka radyojenik nüklid, radyoaktif potasyumdan oluşan argon- 40'tır . Dünya atmosferindeki hemen hemen tüm argon radyojeniktir, oysa ilkel argon argon-36'dır.

Bazı nitrojen -14, karbon-14'ün bozunmasından (yarı ömrü 5700 yıl civarında) gelen radyojeniktir, ancak karbon-14, kozmik ışınların etkisiyle nitrojen-14'ten bir süre önce oluşmuştur.

Radyojenik elementlerin diğer önemli örnekleri , her ikisi de ana kayadaki daha ağır elementlerin bozunması sırasında oluşan radon ve helyumdur . Radon tamamen radyojeniktir, çünkü ilkel olarak oluşamayacak kadar kısa bir yarı ömre sahiptir. Her iki yana Helyum Ancak, primordially Earth kabuk oluşur helyum-3 ve helyum-4 stabildir ve oluşan küçük miktarlarda yeryüzünün arasında kaldı. Helyum-3 neredeyse tamamen ilkeldir (kabuktaki doğal nükleer reaksiyonlarla küçük bir miktar oluşur). Küresel helyum kaynağı (gaz kuyularında ve atmosferde meydana gelir), ilk orana göre radyojenik helyum-4'teki 10 ila 100 kat zenginleştirme faktörü ile gösterildiği gibi neredeyse tamamen (yaklaşık %90-99) radyojeniktir. helyum-4'ten helyum-3'e. Bu son oran, helyum-3 ve helyum-4 için ana kaynaklardan nispeten arınmış olan bazı ay kayaları ve göktaşları gibi dünya dışı kaynaklardan bilinmektedir.

Kurşun-204 durumunda belirtildiği gibi, bir radyojenik nüklid genellikle radyoaktif değildir. Bu durumda, öncül nüklidi, ilk zamanlardan beri hayatta kalamayacak kadar kısa bir yarı ömür sergiliyorsa, o zaman ana nüklid gitmiş olacak ve şimdi tamamen kararlı kızının görece fazlalığı tarafından bilinecektir. Pratikte bu, yarı ömrü yaklaşık 50 ila 100 milyon yıldan az olan tüm radyonüklidler için geçerlidir. Bu tür nüklidler süpernovalarda oluşur , ancak günümüzde doğrudan Dünya'da görülmediklerinden soyu tükenmiş radyonüklidler olarak bilinirler .

Soyu tükenmiş bir radyonüklidin bir örneği iyodin-129'dur; diğer ksenon izotoplarına göre fazla görünen ksenonun kararlı bir izotopu olan ksenon-129'a bozunur. İlkel güneş sistemi toz bulutundan yoğunlaşan ve ilkel iyot-129'u (yarı ömür 15.7 milyon yıl), iyot-129'un yaratılışı arasında nispeten kısa bir süre içinde (muhtemelen 20 milyon yıldan az) bir süre içinde hapsedilen göktaşlarında bulunur. süpernova ve bu tozun yoğunlaşmasıyla güneş sisteminin oluşumu. Sıkışan iyot-129 şimdi görece fazla ksenon-129 olarak görünüyor. İyot-129, 1960'da çıkarsanan ilk soyu tükenmiş radyonükliddi. Diğerleri alüminyum-26 (aynı zamanda meteorlarda bulunan ekstra magnezyum-26'dan da çıkarılır) ve demir-60'tır.

Jeolojide kullanılan radyojenik nüklidler

Aşağıdaki tablo , radyoaktif ana izotopun azalan yarı ömrünün sırasına göre jeolojide kullanılan en önemli radyojenik izotop sistemlerinden bazılarını listeler . Yarı ömür ve bozunma sabiti için verilen değerler, İzotop Jeolojisi topluluğundaki mevcut fikir birliği değerleridir. ** bir serinin nihai bozunma ürününü gösterir.

ana nüklid kızı nüklid Bozunma sabiti (yıl -1 ) Yarı ömür
190 Puan 186 İşletim Sistemi 1.477 ×10 −12 469.3 Döner *
147 Sm 143 Nd 6,54 ×10 −12 106 jiroskop
87 Rb 87 Sr 1.402 ×10 −11 49.44 Döner
187 Yeniden 187 işletim sistemi 1.666 ×10 −11 41.6 Döner
176 Lu 176 Hf 1.867 ×10 −11 37.1 Döner
232 Bin 208 Pb** 4.9475 ×10 −11 14.01 Döner
40 bin 40 Ar 5,81 ×10 −11 11.93 Döner
238 U 206 Pb** 1.55125 ×10 −10 4.468 Döner
40 bin 40 Ca 4.962 ×10 −10 1.397 Döner
235 U 207 Pb** 9.8485 ×10 −10 0.7038 Döner
129 ben 129 Xe 4,3 ×10 −8 16 Myr
10 ol 10 B 4,6 ×10 −7 1.5 Myr
26 Al 26 mg 9,9 ×10 −7 0.7 Myr
36 Cl 36 Ar/G 2.24 ×10 −6 310 bin
234 U 230 Bin 2.826 ×10 −6 245.25 kur
230 Bin 226 Ra 9.1577 ×10 −6 75.69 kr
231 Pa 227 Ac 2.116 ×10 −5 32.76 kr
14 C 14 N 1.2097 ×10 −4 5730 yıl
226 Ra 222 Rn 4.33 ×10 −4 1600 yıl
  • Bu tabloda Gyr = gigayıl = 10 9 yıl, Myr = megayıl = 10 6 yıl, kyr = kiloyıl = 10 3 yıl

radyojenik ısıtma

Radyojenik ısıtma , radyojenik nüklidlerin üretimi sırasında radyoaktif bozunmadan ısı enerjisinin salınmasının bir sonucu olarak meydana gelir . Isı ile birlikte , dış çekirdek Earth, radyojenık ısıtma oluşan manto oluşturan ısı iki ana kaynaktan de dünyanın iç . Dünya radyojenik ısıtma çoğu kızı çekirdeklerinin çürüme sonuçlanan bozunma zincirleri arasında uranyum-238 ve toryum-232 ve potasyum-40 .

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar