Beszélünk kihalt radioaktivitás amikor egy radioizotóp óta van jelen (a Földön vagy más tárgyat a Naprendszer ), de teljesen szétesett . A gyakorlatban csak akkor beszélünk róla, amikor sikerült azonosítani azokat a bomlástermékeket, amelyeket az oltott radioizotóp hagyott maga után. Az első kihalt radioaktivitást a 1960-ban a 129 -es jód , az 1967-es plutónium 244 , az 1974- es alumínium 26 , a 2000- ben berillium 10 és a 2004- es vas 60 radioaktivitását fedezték fel . Valószínűleg bomlik. szilárd tárgyak, a Naprendszer, amely kiadta a szükséges energiát a részleges fúzió a differenciált aszteroidák .
A kialudt radioaktivitások kimutatása megköveteli bizonyos izotóp arányok (vagy plutónium 244 esetén hasadási nyomok ) pontos mérését megfelelő kőzetekben vagy ásványi anyagokban . Ez lehetővé teszi a Naprendszer korai történetének finom időrendjét .
A kihalt radioizotóp minden egyes magja szétesett, hogy stabil leszármazottat (vagy radioaktív, de kellően nagy felezési idejű, hogy még ma is jelen legyen). Ezzel növelte az utód mennyiségét: ennek a leszármazottnak a feleslegben való jelenléte a mintában (más mintákkal összehasonlítva) árulkodik a kihalt izotóp jelenlétéről a mintában, amikor kialakult. A detektálás részletei oltott radioaktivitásonként változnak, különösen az alapelem és az leszármazó elem többi izotópjának jellemzőitől függően.
Példa alumínium 26-ra:1974-ig az összes földfelszíni, Hold vagy meteoritic mintákat , amelyekben a izotópösszetétel a magnézium mérjük mutatják ugyanazt az eredményt, kivéve a mérési bizonytalanságok : 78,99% 24 mg, 10,0% 25 Mg és 11,01% 26 Mg. Pontosabban, az izotóp arányokat tekintve : 25 Mg / 24 Mg = 0,12663 és 26 Mg / 24 Mg = 0,139805. Az izotópkompozíciók ezen homogenitása összhangban van egy jól elkevert, lényegében izotóposan homogén napköd köd hipotézisével . 1974- ben kiderült az első 26 Mg felesleg az Allende meteorit zárványaiban . 1976-ban ugyanazon meteorit tűzálló enklávéjának néhány szeméből kiderült, hogy 26 Mg / 24 Mg arány 0,14164-ig emelkedik, és lineárisan korrelál az Al / Mg aránnyal: ( 26 Mg / 24 Mg) = a ( 27 Al / 24 Mg ) + b . Az y metszéspontú b összeolvad a szokásos 26 Mg / 24 Mg értékkel . A szerzők az a = 6 × 10 −5 (0,006%) meredekséget értelmezik az anyagok 26 Al / 27 Al izotóparányának értékeként, amelyekből ezek a szemcsék képződtek, azaz. ezt a jelentést a nap ködében a szemcsék keletkezésének idején. Az ebben az időben jelen lévő 26 alumínium eltűnt (csak 27 alumínium van ), magnézium 26- vá alakul át .
A plutónium 244 esete különleges. Ez az egyik elég nehéz izotóp, hogy spontán hasadással is széteshessen (a klasszikus α és β bomlások mellett ) . Minden spontán hasadási esemény az ásványban, ahol a nehéz mag található, kristályhibákat hagy maga után, amelyeket a hasadás eredményez. Ezeket a hibákat megfelelő kémiai kezelés után mikroszkóp alatt lehet megfigyelni: hasadás nyomainak nevezzük . Ezek a hasadási nyomok nehéz magokban különböznek: így megkülönböztethetjük az urán 235 , az urán 238 és a tórium 232 hasadási nyomait . Amikor az előzőektől eltérő hasadási nyomokat is megfigyeltünk, azt gondoltuk, hogy ezek egy kihalt izotópból származhatnak; de csak a plutónium 244 szintetizálása és tulajdonságainak elemzése után sikerült hivatalosan azonosítani hasadási nyomait.
A primordiális izotópok nem voltak az egyetlenek, akik jelen a Földön (vagy más objektum a Naprendszerben) után közvetlenül kialakulását . Voltak összes radioaktív izotópok által termelt csillagok nukleoszintézis ( s , r és p folyamat ), és amelynek a felezési idő elég nagy volt ahhoz, hogy ne már eltűnt közötti időintervallumot izolálásának a protosolar köd. Kialakulásának az égi figyelembe vett tárgy, de nem elegendő ahhoz, hogy 4,54 Ga radioaktív bomlást túlélés nélkül túléljen. Ezért rádióizotópok, amelyek felezési ideje 0,1 és 100 Ma között van .
Az 1960-as évek óta ismert, hogy a felezési ideje alatt rövid felezési idejű radioaktív izotópok voltak jelen a Naprendszerben. Valójában mértük a jódkoncentrációval korrelált 129-es xenon felesleget, ami elárulta a 129 -es jód kezdeti jelenlétét. A 129 I felezési ideje nem túl rövid (kb. 16 Ma ), ennek az izotópnak a jelenlétét nem nehéz megérteni: a molekuláris felhő az eredete a Naprendszer az injekció jód 129 (szintetizáljuk eljárásban R a szupernova ) és annak a radioaktív bomlás egyensúlyban, hogy koncentrációja az egyensúlyi ( steady state ), és ez csak a izolálását protoszoláris köd, hogy a jód-129 kompenzációs hozzájárulás nélkül csökkent.
A helyzet az 1970-es években megváltozott, amikor az Allende meteoritban 26 magnéziumot fedeztek fel, korrelálva az Al / Mg aránnyal. Ami a 129. xenont illeti, ez az összefüggés egy kihalt radioizotóp, itt az alumínium 26. kezdeti jelenlétéről tanúskodik. A probléma a 26 Al ( 0,73 Ma ) alacsony felezési idejéből és ennek az izotópnak a viszonylag magas kezdeti gazdagságából adódik ( 26 Al / 27 Al nagyságrendű 5 × 10 -5 ). A szupernóvák alacsony frekvenciája (évszázadonként három-három a teljes galaxisban ) sokkal alacsonyabb egyensúlyi koncentrációt jelent. Ezt követően el kell ismerni, hogy élete végén egy csillag felrobbant a protosoláris köd vagy a kialakuló Naprendszer közelében, legfeljebb néhány millió évvel e születés előtt. Ez nem feltétlenül rendkívüli egybeesés, mert a szupernóva robbanása a köd közelében pontosan egyike annak a magyarázatnak, amelyet e köd összehúzódásának kiváltására (a robbanás által okozott lökéshullám révén) kiváltanak: ez az „alapító” szupernóva a Naprendszer születését okozta volna, ugyanakkor frissen szintetizált radioaktív izotópokkal vetette volna be.
Nem minden radioaktív izotóp, amelynek felezési ideje a 0,1–100 Ma tartományban van, nem tekinthető kihalt radioizotópnak, mivel ezek egy részét később újrateremtik. Az urán 234 , például (felezési T = 0,245 66 Ma ), jelen van az összes ásványi anyagot tartalmazó urán , mert ez az egyik a feltételeket a bomlási lánc az urán-238 ( egyensúly világi ). A Föld kialakulása során jelen lévő urán 234 eltűnt, de alig remélhetjük, hogy felismerjük nyomát (stabil leszármazottja, a 206. ólom feleslegén keresztül ), mert a kezdeti urán 234 nyomait elfedik. a Föld története során.
Hasonló probléma merül fel a 10 berillium ( T = 1,513 Ma ), az 53 mangán ( T = 3,81 Ma ) és a 129 jód ( T = 15,7 Ma ) esetében, amelyek kozmikus sugarak spallálásával keletkeznek a felső légkörben. Ezekben az esetekben mégis azonosítani a nyomait a kihalt radioizotópok (jelen képződése során a Föld), mert nem lesz megtalálható az azonos mintákban, mint a bomlástermékei a 10 Be, 53 M vagy 129 magot. Alakítottam a légkörben, majd beépül az üledékbe . Ezen eloltott radioaktivitások azonosítása azonban módszertani óvintézkedéseket igényel.
A radiometrikus datálás általában az izotóp-fiú relatív bősége és az apó-apó maradék bősége közötti lineáris összefüggés megfigyelésén alapul, és ennek a kapcsolatnak az elemzett anyag kialakulása óta eltelt idő mérésére van szükség. Például egy gránit kristályosodását a 87 Sr / 86 Sr és a 87 Rb / 86 Sr izotóp arányok lineáris összefüggése alapján datálhatjuk különböző ásványokban ( 87 Sr 87 Rb fia ). A kioltott radioaktivitás esetén az apa-izotóp teljesen eltűnt, de kezdeti bősége arányos volt ugyanazon kémiai elem ("apa-elem") stabil izotópjának (-eivel ): lineáris összefüggés megfigyelése A gyermekizotóp és a szülőelem relatív bősége között lehetővé válik a szülőelem izotópos összetételének kiszámítása az elemzett anyag kialakítása során. Ez a kezdeti izotópösszetétel teszi lehetővé az anyag keletkezésének időpontját, tudván, hogy az ismert törvény szerint a napködben rendszeresen csökkent a kialudt radioizotóp relatív bősége . Míg a hagyományos radiometrikus datálás lehetővé teszi az anyag keletkezése és a jelen pillanat közötti időintervallum megbecsülését, addig a kihalt radioaktivitási datálás lehetővé teszi az anyag és egy másik képződése közötti időintervallum becslését, feltéve, hogy ez a kettő események történtek a Naprendszer első millió évében. Az ilyen típusú datálás előnye a nagy pontosság, amely a figyelembe vett radioaktív izotópok felezési idejének alacsony értékéhez kapcsolódik (a viszonylag rövid időintervallumok elegendőek ahhoz, hogy jelentős különbségeket generáljanak a szülőelem izotópos összetételében.).
| Z | A radioizotóp kialudt | Felezési idő ( Ma ) | Istálló leszármazott | Z |
|---|---|---|---|---|
| 20 Ca | Kalcium 41 | 0,1021 | Kálium 41 | 19 K |
| 17 Cl | Klór 36 | 0,301 | Argon 36 | 18 Ar |
| 13 Al | Alumínium 26 | 0,7166 | Magnézium 26 | 12 mg |
| 26 Fe | Vas 60 | 1.49 | Nikkel 60 | 28 Ni |
| 4 Legyen | Berillium 10 | 1.39 | Bór 10 | 5 B |
| 40 Zr | Cirkónium 93 | 1,532 | Niobium 93 | 41 Nb |
| 64 Gd | Gadolinium 150 | 1,792 | Szamárium 146. | 62 Sm |
| 55 Cs | Cézium 135 | 2.31 | Bárium 135 | 56 Ba |
| 43 Tc | Technécium 97 | 2.6 | Molibdén 97 | 42 MB |
| 66 Dy | Dysprosium 154 | 3.01 | Neodímium 142 | 60 kt |
| 25 Mn | Mangán 53 | 3.81 | Króm 53 | 24 Kr. | |
| 43 Tc | Technécium 98 | 4.12 | Ruténium 98 | 44 Ru |
| 46 Pd | Palladium 107 | 6.66 | Ezüst 107. | 47 Ag |
| 72 Hf | Hafnium 182 | 8.88 | Volfrám 182 | 74 W |
| 82 Pb | Ólom 205 | 15.32 | Tallium 205 | 81 Tl |
| 96 cm | Kúrium 247 | 15.6 | Ólom 207 | 82 Pb |
| 53 I | Jód 129 | 15.7 | Xenon 129 | 54 Xe |
| 41 Nb | Niobium 92 | 34.9 | Cirkónium 92 | 40 Zr |
| 94 Pu | Plutónium 244 | 79.3 | Ólom 208 | 82 Pb |
| 84. | Xenon 131, 132, 134 és 136 | 54 Xe | ||
| 62 Sm | Szamárium 146. | 103.1 | Neodímium 142 | 60 kt |