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, в природе не встречаются, 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 основе 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 образованы 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.
Неполный список радионуклидов, не обнаруженных на Земле, но для которых присутствуют продукты распада:
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:
Также производятся радиоизотопы с периодом полураспада менее одного миллиона лет: например, углерод-14 в результате образования космических лучей в атмосфере (период полураспада 5730 лет).
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 Fe и 146 Sm. [3]