Вымерший радионуклид — это радионуклид , который образовался в результате нуклеосинтеза до образования Солнечной системы, около 4,6 миллиарда лет назад, но с тех пор распался практически до нулевого содержания и больше не обнаруживается как первичный нуклид . Вымершие радионуклиды образовались в результате различных процессов в ранней Солнечной системе и вошли в состав метеоритов и протопланет . Все широко задокументированные вымершие радионуклиды имеют период полураспада менее 100 миллионов лет. [1]
Короткоживущие радиоизотопы, встречающиеся в природе, постоянно генерируются или пополняются естественными процессами, такими как космические лучи ( космогенные нуклиды ), фоновая радиация или цепочка распада или спонтанное деление других радионуклидов.
Короткоживущие изотопы, которые не генерируются и не пополняются естественными процессами, не встречаются в природе, поэтому их называют вымершими радионуклидами. Их прежнее существование выводится из сверхобилия их стабильных или почти стабильных продуктов распада.
Примерами исчезнувших радионуклидов являются йод-129 (первый, обнаруженный в 1960 году, выведенный из избыточных концентраций ксенона-129 в метеоритах в системе датирования ксенон-йод), алюминий-26 (выведен из избыточного магния-26, обнаруженного в метеоритах) и железо-60 .
Солнечная система и Земля образованы из первичных нуклидов и вымерших нуклидов. Вымершие нуклиды распались, но первичные нуклиды все еще существуют в своем первоначальном состоянии (нераспавшиеся). Существует 251 стабильный первичный нуклид и остатки 35 первичных радионуклидов, которые имеют очень долгий период полураспада.
Частичный список радионуклидов, не встречающихся на Земле, но продукты распада которых присутствуют:
Плутоний-244 и самарий-146 имеют достаточно длительный период полураспада, чтобы все еще присутствовать на Земле, но их присутствие не было подтверждено экспериментально.
Известные изотопы с более коротким сроком жизни, которые все еще производятся на Земле, включают:
Также образуются радиоизотопы с периодом полураспада менее миллиона лет: например, углерод-14 , образующийся под действием космических лучей в атмосфере (период полураспада 5730 лет).
Несмотря на то, что упомянутые выше радиоактивные изотопы в настоящее время фактически вымерли, запись об их существовании обнаружена в продуктах их распада и очень полезна для геологов, которые хотят использовать их в качестве геохронометров. [2] Их полезность вытекает из нескольких факторов, таких как тот факт, что их короткие периоды полураспада обеспечивают высокое хронологическое разрешение, а химическая подвижность различных элементов может датировать уникальные геологические процессы, такие как магматическое фракционирование и поверхностное выветривание. Однако существуют препятствия, которые необходимо преодолеть при использовании вымерших нуклидов. Необходимость высокоточных измерений изотопных отношений имеет первостепенное значение, поскольку вымершие радионуклиды вносят столь малую долю дочерних изотопов. Усугубляет эту проблему увеличивающийся вклад, который высокоэнергетические космические лучи оказывают на и без того ничтожные количества дочерних изотопов, образованных из вымерших нуклидов. Различение 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 60Fe и 146Sm . [3]