Изотопия ряда химических элементов
Рассмотрение показаний изотопных уран-свинцовых геохронометров. Исследование кривой выделения ксенона спонтанного деления из уранового минерала. Ознакомление с изотопами кислорода. Изучение изотопов серы — разновидности атомов химического элемента.
Рубрика | Химия |
Вид | реферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 25.05.2015 |
Размер файла | 298,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Большое число научных работ посвящено изотопному составу углерода алмазов.
Периодическая таблица по изотопам элементов
Нестабильные (менее суток): |
8C: Углерод-8, 9C: Углерод-9, 10C: Углерод-10, 11C: Углерод-11 |
|
Стабильные: |
12C: Углерод-12, 13C: Углерод-13 10--10 000 лет: 14C: Углерод-14 |
|
Нестабильные (менее суток): |
15C: Углерод-15, 16C: Углерод-16, 17C: Углерод-17, 18C: Углерод-18, 19C: Углерод-19, 20C: Углерод-20, 21C: Углерод-21, 22C: Углерод-22 |
Изотопы углерода
Символ изотопа |
Z (p) |
N (n) |
Масса, а.е.м. |
Период полураспада |
Спин и чётность ядра |
Содержание изотопа в природном элементе |
Вариация содержания изотопа в природном элементе |
|
8C |
6 |
2 |
8,037675(25) |
2,0(4)Ч10?21 с (ширина распада 230(50) кэВ) |
0+ |
|||
9C |
6 |
3 |
9,0310367(23) |
126,5(9) мкс |
(3/2?) |
|||
10C |
6 |
4 |
10,0168532(4) |
19,290(12) с |
0+ |
|||
11C |
6 |
5 |
11,0114336(10) |
20,334(24) мин |
3/2? |
|||
12C |
6 |
6 |
12 по определению |
Стабилен |
0+ |
0,9893(8) |
0,98853-0,99037 |
|
13C |
6 |
7 |
13,0033548378(10) |
Стабилен |
1/2? |
0,0107(8) |
0,00963-0,01147 |
|
14C |
6 |
8 |
14,003241989(4) |
5,70(3)Ч103 лет |
0+ |
|||
15C |
6 |
9 |
15,0105993(9) |
2,449(5) с |
1/2+ |
|||
16C |
6 |
10 |
16,014701(4) |
0,747(8) с |
0+ |
|||
17C |
6 |
11 |
17,022586(19) |
193(5) мкс |
(3/2+) |
|||
18C |
6 |
12 |
18,02676(3) |
92(2) мкс |
0+ |
|||
19C |
6 |
13 |
19,03481(11) |
46,2(23) мкс |
(1/2+) |
|||
20C |
6 |
14 |
20,04032(26) |
16(3) мкс [14+6?5 мкс] |
0+ |
|||
21C |
6 |
15 |
21,04934(54) |
<30 нс |
(1/2+) |
|||
22C |
6 |
16 |
22,05720(97) |
6,2(13) мкс [6,1+14?12 мкс] |
0+ |
4. Аргон
Изотопы аргона -- разновидности атомов (и ядер) химического элемента аргона, имеющие разное содержание нейтронов в ядре.
Аргон представлен в земной атмосфере тремя стабильными изотопами: 36Ar (0,337 %), 38Ar (0,063 %), 40Ar (99,600 %). Почти вся масса тяжёлого изотопа 40Ar возникла на Земле в результате радиоактивного изотопа калия 40K (содержание этого изотопа в изверженных породах в среднем составляет 3,1 г/т).
Распад радиоактивного калия идёт по двум направлениям одновременно:
Первый процесс (обычный в-распад) с вероятностью 0,88 порождает стабильный изотоп 40Ca. Во втором процессе, с вероятностью 0,12 происходит К-захват, в результате чего образуется изотоп 40Ar. Один грамм природного калия, с концентрацией радиоактивного изотопа 40K 0,012 ат.%, содержащегося в горных породах или в виде растворов солей в водах, в течение года порождает приблизительно 1,03·107 атомов 40Ar. Таким образом, в минералах, содержащих калий, постепенно накапливается изотоп 40Ar, удерживаемый в кристаллических решётках, что позволяет по соотношению концентраций 40Ar/40K в минералах определить момент их кристаллизации. Этот калий-аргоновый метод является одним из основных методов ядерной геохронологии.
Вероятные источники происхождения изотопов 36Ar и 38Ar -- неустойчивые продукты спонтанного деления тяжёлых ядер, а также реакции захвата нейтронов и альфа-частиц ядрами лёгких элементов, содержащихся в урано-ториевых минералах:
Подавляющая часть космического аргона состоит из изотопов 36Ar и 38Ar. Это вызвано тем обстоятельством, что калий распространен в космосе примерно в 50 000 раз меньше, чем аргон (на Земле калий преобладает над аргоном в 660 раз). Примечателен произведенный геохимиками подсчет: вычтя из аргона земной атмосферы радиогенный 40Ar, они получили изотопный состав, очень близкий к составу космического аргона.
4.1 Аргон-40
Не меньшее значение для целей геологии и геоэкологии имеет газ - аргон-40. Изменение химического состава земной коры с глубиной вызывает и изменение соотношения концентраций в глубинных водах гелия и аргона-40. Это дает возможность оценить тектоническую глубину разломов, а также прогнозировать в некоторых случаях перспективность исследуемого района на полезные ископаемые.
Измерение концентрации аргона-40 в подземных водах позволяет решить одну из важнейших экологических проблем, а именно контроль целостности водозащитной толщи на рудниках, добывающих калийную соль. Аргон-40 как продукт распада калия-40 вследствие своего специфического происхождения является в данном случае идеальным индикатором .
В 1995 году в районе Соликамска произошло тектоническое землетрясение средней силы (магнитуда около 5), которое вызвало подвижки верхних слоев земной коры. Как правило, мощный (на глубине более 100 м) слой калийных солей, который обычно и разрабатывается, перекрыт чередованием прослоев глины и тонких пластов тех же калийных солей. Выше верхнего слоя глинистых отложений обычно расположен водоносный горизонт, приуроченный к песчанникам, и далее сверху все замыкается карбонатными породами, которые условно назовем известняками.
Опасность состоит в том, что при разрушении верхнего водозащитного слоя (глинистые отложения) подземные воды достигают залежи калийных солей, размывают их и, если последующие водозащитные слои также нарушены, подземные воды могут достичь разрабатываемого пласта калийных солей, размыть его и затопить шахту. Поэтому важно не только следить за смещением водозащитной толщи при современных тектонических процессах, но и контролировать состояние этой водозащитной толщи, ее целостность. Для такого контроля, как уже говорилось, оптимально изучение содержания аргона-40 в подземных водах, протекающих над залежами калийных солей.
Отличие аргона от других газов, например водорода и метана, которые растворены в калийных солях и выделяются из них только при растворении соли в воде, состоит в том, что аргон-40 как инертный газ не связывается молекулами соли, диффундирует вверх к нижней поверхности водозащитной толщи, где возникает избыточное (относительно массива калийных солей) давление, если не нарушена сплошность глинистых отложений.
Изучение концентрации аргона в подземных водах имеет свои особенности. Дело в том, что в эти воды всегда привносится с поверхности Земли атмосферный аргон, содержание которого в атмосфере составляет 0,93 об. %. Однако атмосферный аргон повсеместно имеет определенное соотношение концентрации изотопов аргон-40 и аргон-36, которое для нашей геологической эпохи равно 295,6. В процессе радиоактивного распада калия-40 генерируется только изотоп аргон-40, поэтому при нарушении водозащитной толщи должен наблюдаться сдвиг изотопного соотношения, что и позволяет определить наличие радиогенного аргона в подземных водах. Причем повышение концентрации аргона-40 на 0,003 об. % от его среднего содержания вызывает изменение изотопного соотношения на одну единицу (до 296,6), что четко фиксируется при масс-спектрометрическом анализе газовой пробы. Указанная методика исследований была применена с целью исследования последствий тектонического землетрясения. Результаты измерений представлены на рис.
Как видно из графиков на рис. с января по март в подземных водах наблюдалось постоянное, в пределах погрешности измерений ( 0,1%), изотопное отношение аргон-40/аргон-36, типичное для атмосферного воздуха (295,6 / 0,25). Содержание метана и водорода не превышает погрешности измерений ( 0,01%) за период с января по май.
Однако с апреля начинается изменение изотопного отношения, максимум которого достигается в мае. При этом соответственно содержание аргона-40 увеличивается на 0,58%. Постепенно величина изотопного отношения аргона возвращается к исходному состоянию (июнь). Начиная с мая в подземных водах наблюдательной скважины появляются метан и водород, которые выделяются из калийных солей по мере их растворения. Концентрации метана и водорода в подземных водах увеличиваются относительно первоначального уровня более чем в 60 раз и достигают величин больших, чем дополнительное увеличение концентрации радиогенного аргона. Уменьшение концентраций метана и водорода во времени медленнее, чем наблюдаемое уменьшение концентрации аргона. Указанные измерения позволяют смоделировать процесс разрыва водозащитной толщи следующим образом.
Вследствие тектонического землетрясения постепенно разрушился первый слой водозащитной толщи, что привело сразу же к появлению дополнительного радиогенного аргона-40 в подземных водах. Затем происходил размыв первого нерабочего прослоя калийных солей, что вызвало выделение метана и водорода, растворенных в этих солях. Дальнейшее развитие процесса приостановилось. В настоящее время аргоновый метод контроля взят на вооружение экологическими службами рудников на месторождениях калийных солей.
Метод определения абсолютного возраста аргоновый -- основан на накоплении Аr40 в калийсодержащих материалах и пород за счет радиоактивного распада К40. Предложен и разработан в СССР Герлингом (1949). Расчет возраста производится по формуле
учитывающей скорость распада К40 (лk и лв) и содер. Аr40 и К40 в исследуемом образце. Теоретически для определения возраста аргоновым методом могут быть использованы любые калийсодержащие породы и минералы. Для получения надежных данных необходимо, чтобы материал (или порода) с момента образования оставался закрытой системой по отношению к Аr и К. Наиболее частая причина искажения возраста -- утечка радиогенногоаргона, которая приводит к омоложению возраста. Значительно более редки случаи искажения возраста засчет присутствия избыточного аргона в исследуемом образце. Утечка радиогенного аргона из материалов происходит под влиянием более поздних геол. воздействий, гл. обр. термальных, и зависит от устойчивости материала, с одной стороны, и интенсивности процесса -- с другой. Для определения возраста аргоновым методом наиболее широко используются слюды, амфиболы, глаукониты. Калиевые полевые шпаты рационально использовать только для датирования молодых (кайнозойских) образований из-за плохой сохранности аргона в этих материалах. М. о. а. в. а. позволяет датировать геол. образования в широком диапазоне времени -- от древнейших пород земной коры до неогеновых включительно. Верхняя граница возраста, доступного 'для измерения, ограничивается чувствительностью применяемых в лаборатории методов определения аргона. Практическая ценность результатов в большой степени зависит от правильного выбора, материала для анализа.
Метод определения абсолютного возраста аргоновый-активационный -- используется гл. обр. для определения возраста очень молодых калийсодержащих пород и минералов (1 млн. лет и моложе). Содержание радиогенного аргона (Аr40) в них количественно определяется по наведенной активности Аr41, полученной в результате облучения Аr40 тепловыми нейтронами. М. о. а. в. а. а. до настоящего времени не имеет широкого применения из-за сложности.
Изотопы аргона
Символ нуклида |
Z(p) |
N(n) |
Масса изотопа (а. е. м.) |
Избыток массы (кэВ) |
Период полураспада (T1/2) |
Спин и чётность ядра |
Распространённость изотопа в природе (%) |
|
Энергия возбуждения (кэВ) |
||||||||
30Ar |
18 |
12 |
30,021560(320)# |
20080(300)# |
< 20 нс |
0+ |
||
31Ar |
18 |
13 |
31,012120(220)# |
11290(210)# |
14,4(6) мс |
5/2( +#) |
||
32Ar |
18 |
14 |
31,9976380(19) |
?2200,2(18) |
98(2) мс |
0+ |
||
32Arm |
5600(100)# |
3400(100)# |
? |
5? |
||||
33Ar |
18 |
15 |
32,9899257(5) |
?9384,1(4) |
173,0(20) мс |
1/2+ |
||
34Ar |
18 |
16 |
33,9802712(4) |
?18377,2(4) |
845(3) мс |
0+ |
||
35Ar |
18 |
17 |
34,9752576(8) |
?23047,4(7) |
1,775(4) с |
3/2+ |
||
36Ar |
18 |
18 |
35,967545106(29) |
?30231,540(27) |
Стаб. |
0+ |
0,3365(30) |
|
37Ar |
18 |
19 |
36,96677632(22) |
?30947,66(21) |
35,04(4) дня |
3/2+ |
||
38Ar |
18 |
20 |
37,9627324(4) |
?34714,6(3) |
Стаб. |
0+ |
0,0632(5) |
|
39Ar |
18 |
21 |
38,964313(5) |
?33242(5) |
269(3) лет |
7/2? |
||
40Ar |
18 |
22 |
39,9623831225(29) |
?35039,8960(27) |
Стаб. |
0+ |
99,6003(30) |
|
41Ar |
18 |
23 |
40,9645006(4) |
?33067,5(3) |
109,61(4) мин |
7/2? |
||
42Ar |
18 |
24 |
41,963046(6) |
?34423(6) |
32,9(11) лет |
0+ |
||
43Ar |
18 |
25 |
42,965636(6) |
?32010(5) |
5,37(6) мин |
(5/2?) |
||
44Ar |
18 |
26 |
43,9649240(17) |
?32673,1(16) |
11,87(5) мин |
0+ |
||
45Ar |
18 |
27 |
44,9680400(6) |
?29770,6(5) |
21,48(15) с |
(1,3,5)/2? |
||
46Ar |
18 |
28 |
45,968090(40) |
?29720(40) |
8,4(6) с |
0+ |
||
47Ar |
18 |
29 |
46,972190(110) |
?25910(100) |
580(120) мс |
3/2?# |
||
48Ar |
18 |
30 |
47,974540(320)# |
?23720(300)# |
500# мс |
0+ |
||
49Ar |
18 |
31 |
48,980520(540)# |
?18150(500)# |
170(50) мс |
3/2?# |
||
50Ar |
18 |
32 |
49,984430(750)# |
?14500(700)# |
85(30) мс |
0+ |
||
51Ar |
18 |
33 |
50,991630(750)# |
?7800(700)# |
60(>200 нс)# мс |
3/2?# |
||
52Ar |
18 |
34 |
51,996780(970)# |
?3000(900)# |
10# мс |
0+ |
||
53Ar |
18 |
35 |
53,004940(1070)# |
4600(1000)# |
3# мс |
5/2?# |
Индексами 'm', 'n', 'p', 'q' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.
Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.
Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; ?2200,2(18) означает ?2200,2 ± 1,8.
5. Рубидий
Изотопы рубидия -- разновидности атомов (и ядер) химического элемента рубидия, имеющие разное содержание нейтронов в ядре.
В природе существуют два изотопа рубидия : стабильный 85Rb (содержание в натуральной смеси: 72,2 %) и бета-радиоактивный 87Rb (27,8 %). Период полураспада последнего равен 49,23 млрд лет (в 11 раз больше возраста Земли). Продукт распада -- стабильный изотоп стронций-87. Постепенное накопление радиогенного стронция в минералах, содержащих рубидий, позволяет определять возраст этих минералов, измеряя содержание в них рубидия и стронция (см. Рубидий-стронциевый метод в геохронометрии). Благодаря радиоактивности 87Rb природный рубидий обладает удельной активностью около 670 кБк/кг.
Искусственным путём получены 30 радиоактивных изотопов рубидия (в диапазоне массовых чисел от 71 до 102), не считая 16 возбуждённых изомерных состояний.
Изотопы рубидия
Символ нуклида |
Z(p) |
N(n) |
Масса изотопа (а. е. м.) |
Период полураспада (T1/2) |
Спин и чётность ядра |
|
Энергия возбуждения |
||||||
71Rb |
37 |
34 |
70,96532 |
5/2- |
||
72Rb |
37 |
35 |
71,95908 |
1,5 мкс |
3+ |
|
72mRb |
100 кэВ |
1 мкс |
1- |
|||
73Rb |
37 |
36 |
72,95056 |
30 нс |
3/2- |
|
74Rb |
37 |
37 |
73,944265 |
64,76 мс |
0+ |
|
75Rb |
37 |
38 |
74,938570 |
19,0 с |
3/2- |
|
76Rb |
37 |
39 |
75,9350722 |
36,5 с |
1- |
|
76mRb |
316,93 кэВ |
3,050 мкс |
4+ |
|||
77Rb |
37 |
40 |
76,930408 |
3,77 мин |
3/2- |
|
78Rb |
37 |
41 |
77,928141 |
17,66 мин |
0+ |
|
78mRb |
111,20 кэВ |
5,74 мин |
4- |
|||
79Rb |
37 |
42 |
78,923989 |
22,9 мин |
5/2+ |
|
80Rb |
37 |
43 |
79,922519 |
33,4 с |
1+ |
|
80mRb |
494,4 кэВ |
1,6 мкс |
6+ |
|||
81Rb |
37 |
44 |
80,918996 |
4,570 ч |
3/2- |
|
81mRb |
86,31 кэВ |
30,5 мин |
9/2+ |
|||
82Rb |
37 |
45 |
81,9182086 |
1,273 мин |
1+ |
|
82mRb |
69,0 кэВ |
6,472 ч |
5- |
|||
83Rb |
37 |
46 |
82,915110 |
86,2 сут |
5/2- |
|
83mRb |
42,11 кэВ |
7,8 мс |
9/2+ |
|||
84Rb |
37 |
47 |
83,914385 |
33,1 сут |
2- |
|
84mRb |
463,62 кэВ |
20,26 мин |
6- |
|||
85Rb |
37 |
48 |
84,911789738 |
стабилен |
5/2- |
|
86Rb |
37 |
49 |
85,91116742 |
18,642 сут |
2- |
|
86mRb |
556,05 кэВ |
1,017 мин |
6- |
|||
87Rb |
37 |
50 |
86,909180527 |
49,23 млрд. лет |
3/2- |
|
88Rb |
37 |
51 |
87,91131559 |
17,773 мин |
2- |
|
89Rb |
37 |
52 |
88,912278 |
15,15 мин |
3/2- |
|
90Rb |
37 |
53 |
89,914802 |
158 с |
0- |
|
90mRb |
106,90 кэВ |
258 с |
3- |
|||
91Rb |
37 |
54 |
90,916537 |
58,4 с |
3/2- |
|
92Rb |
37 |
55 |
91,919729 |
4,492 с |
0- |
|
93Rb |
37 |
56 |
92,922042 |
5,84 с |
5/2- |
|
93mRb |
253,38 кэВ |
57 мкс |
3/2- |
|||
94Rb |
37 |
57 |
93,926405 |
2,702 с |
3- |
|
95Rb |
37 |
58 |
94,929303 |
377,5 мс |
5/2- |
|
96Rb |
37 |
59 |
95,93427 |
202,8 мс |
2+ |
|
96mRb |
0 кэВ |
200 мс |
1- |
|||
97Rb |
37 |
60 |
96,93735 |
169,9 мс |
3/2+ |
|
98Rb |
37 |
61 |
97,94179 |
114 мс |
0- |
|
98mRb |
290 кэВ |
96 мс |
3+ |
|||
99Rb |
37 |
62 |
98,94538 |
50,3 мс |
5/2+ |
|
100Rb |
37 |
63 |
99,94987 |
51 мс |
3+ |
|
101Rb |
37 |
64 |
100,95320 |
32 мс |
3/2+ |
|
102Rb |
37 |
65 |
101,95887 |
37 мс |
6. Стронций
Среднее содержание стронция в земной коре 3,4*10-2% (по массе). Магматические средние горные породы содержат несколько больше стронция (8,0*10-2%), чем осадочные (4,5*10-2%), основные (4,4*10-2%), кислые (3*10-2%) иультраосновные (1*10-3%) горные породы. Известно около 30 минералов стронция, важнейшими из которых являются целестин SrSO4 и стронцианит SrCO3; помимо этого практически всегда присутствует в минералах кальция, калия и бария, входя в виде изоморфной примеси в их кристаллической решётке. Поскольку из 4 природных изотопов стронция один (87Sr) постоянно накапливается в результате ядерного-распада 87Rb, изотопный состав стронция (отношение 87Sr/86Sr) используется в геохимических исследованиях для установления генетических взаимоотношений между различными комплексами пород, а также для определения их радиометрического возраста (при условии одновременного определения содержания рубидия в исследуемых объектах). Радиоактивный 90Sr служит источником загрязнения окружающей среды (до прекращения атмосферных ядерных испытаний был одним из главных факторов радиоактивного загрязнения).
6.1 Стронций-90
Радиоактивный нуклид химического элемента стронция с атомным номером 38 и массовым числом 90. Образуется преимущественно при делении ядер в ядерных реакторах и ядерном оружии.
Образование и распад
Стронций-90 является дочерним продуктом в?распада нуклида 90Rb (период полураспада составляет 158 c) и его изомеров c:
В свою очередь, 90Sr претерпевает в?-распад, переходя в радиоактивный иттрий 90Y (вероятность 100 %, энергия распада 545,9(14) кэВ):
Нуклид 90Y также радиоактивен, имеет период полураспада в 64 часа и в процессе в?-распада с энергией 2,28 МэВ превращается в стабильный 90Zr.
Изотоп стронция 90Sr является радиоактивным с периодом полураспада 28.9 лет. 90Sr претерпевает в-распад, переходя в радиоактивный 90Y (период полураспада 64 ч.) Полный распад стронция-90, попавшего в окружающую среду, произойдет лишь через несколько сотен лет. 90Sr образуется при ядерных взрывах и внутри ядерного реактора во время его работы.
Применяется в производстве радиоизотопных источников тока в виде титаната стронция (плотность 4,8 г/смі, а энерговыделение - около 0,54 Вт/смі).
Метод определения абсолютного возраста стронциевый -- основан на накоплении Sr87 в рубидий-содержащих горных породах и минералах за счет радиоактивного распада Rb87. Возраст рассчитывается по формуле:
где л -- константа распада рубидия, Rb87 и -- содер. Rb и радиогенного Sr в анализируемом образце. Первые определения возраста стронциевым методом были выполнены Аренсом в 1947 г. на богатом Rb минерале -- лепидолите. В настоящее время благодаря развитию высокочувствительных методов анализа стронциевый метод используется для датирования разнообразных геол. материалов. Наиболее перспективно применение стронциевого метода к валовым пробам г. п. При определении возраста горных пород с низким содер. Rb (<0,1%) возрастает значение правильного внесения поправки на обычный Sr, содер. первичный Sr87. Для определения возраста таких п. и м-лов широко применяется графическая обработка результатов анализа или т. н. метод изохрон. Этот метод в приложении к серии когенетичных образцов горных пород дает возможность установить время их образования, а в приложении к минералам этих же горных пород -- время их метаморфизации.
Изотопы стронция
Символ нуклида |
Z(p) |
N(n) |
Масса изотопа (а. е. м.) |
Период полураспада (T1/2) |
Спин и чётность ядра |
|
Энергия возбуждения |
||||||
73Sr |
38 |
35 |
72,96597 |
25 мс |
1/2- |
|
74Sr |
38 |
36 |
73,95631 |
50 мс |
0+ |
|
75Sr |
38 |
37 |
74,94995 |
88 мс |
3/2- |
|
76Sr |
38 |
38 |
75,94177 |
7,89 с |
0+ |
|
77Sr |
38 |
39 |
76,937945 |
9,0 с |
5/2+ |
|
78Sr |
38 |
40 |
77,932180 |
159 с |
0+ |
|
79Sr |
38 |
41 |
78,929708 |
2,25 мин |
3/2- |
|
80Sr |
38 |
42 |
79,924521 |
106,3 мин |
0+ |
|
81Sr |
38 |
43 |
80,923212 |
22,3 мин |
1/2- |
|
82Sr |
38 |
44 |
81,918402 |
25,36 сут |
0+ |
|
83Sr |
38 |
45 |
82,917557 |
32,41 ч |
7/2+ |
|
83mSr |
259,15 кэВ |
4,95 с |
1/2- |
|||
84Sr |
38 |
46 |
83,913425 |
стабилен |
0+ |
|
85Sr |
38 |
47 |
84,912933 |
64,853 сут |
9/2+ |
|
85mSr |
238,66 кэВ |
67,63 мин |
1/2- |
|||
86Sr |
38 |
48 |
85,9092602 |
стабилен |
0+ |
|
86mSr |
2,95568 МэВ |
455 нс |
8+ |
|||
87Sr |
38 |
49 |
86,9088771 |
стабилен |
9/2+ |
|
87mSr |
388,533 кэВ |
2,815 ч |
1/2- |
|||
88Sr |
38 |
50 |
87,9056121 |
стабилен |
0+ |
|
89Sr |
38 |
51 |
88,9074507 |
50,57 сут |
5/2+ |
|
90Sr |
38 |
52 |
89,907738 |
28,90 лет |
0+ |
|
91Sr |
38 |
53 |
90,910203 |
9,63 ч |
5/2+ |
|
92Sr |
38 |
54 |
91,911038 |
2,66 ч |
0+ |
|
93Sr |
38 |
55 |
92,914026 |
7,423 мин |
5/2+ |
|
94Sr |
38 |
56 |
93,915361 |
75,3 с |
0+ |
|
95Sr |
38 |
57 |
94,919359 |
23,90 с |
1/2+ |
|
96Sr |
38 |
58 |
95,921697 |
1,07 с |
0+ |
|
97Sr |
38 |
59 |
96,926153 |
429 мс |
1/2+ |
|
97m1Sr |
308,13 кэВ |
170 нс |
7/2+ |
|||
97m2Sr |
830,8 кэВ |
255 нс |
11/2- |
|||
98Sr |
38 |
60 |
97,928453 |
653 мс |
0+ |
|
99Sr |
38 |
61 |
98,93324 |
269 мс |
3/2+ |
|
100Sr |
38 |
62 |
99,93535 |
202 мс |
0+ |
|
101Sr |
38 |
63 |
100,94052 |
118 мс |
5/2- |
|
102Sr |
38 |
64 |
101,94302 |
69 мс |
0+ |
|
103Sr |
38 |
65 |
102,94895 |
50 мс |
||
104Sr |
38 |
66 |
103,95233 |
30 мс |
0+ |
|
105Sr |
38 |
67 |
104,95858 |
20 мс |
7. Уран
Основное применение урана в геологии -- определение возраста минералов и горных пород с целью выяснения последовательности протекания геологических процессов. Этим занимается геохронология. Существенное значение имеет также решение задачи о смешении и источниках вещества.
В основе решения задачи лежат уравнения радиоактивного распада:
где 238Uo, 235Uo -- современные концентрации изотопов урана; ; --постоянные распада атомов соответственно урана 238U и 235U.
Весьма важным является их комбинация:
Здесь:
В связи с тем, что горные породы содержат различные концентрации урана, они обладают различной радиоактивностью. Это свойство используется при выделении горных пород геофизическими методами. Наиболее широко этот метод применяется в нефтяной геологии при геофизических исследованиях скважин, в этот комплекс входит, в частности, г -- каротаж или нейтронный гамма-каротаж, гамма-гамма-каротаж и т. д. С их помощью происходит выделение коллекторов и флюидоупоров.
Изотопы урана -- разновидности атомов (и ядер) химического элемента урана, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. На данный момент известны 26 изотопов урана и еще 6 возбуждённых изомерных состояний некоторых его нуклидов. В природе встречаются три изотопа урана: 234U (изотопная распространенность 0,0055 %), 235U (0,7200 %), 238U (99,2745 %).
Нуклиды 235U и 238U являются родоначальниками радиоактивных рядов -- ряда актиния и ряда радия соответственно. Нуклид 235U используется как топливо в ядерных реакторах, а также в ядерном оружии (благодаря тому, что в нём возможна самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция). Нуклид 238U используется для производства плутония-239, который также имеет чрезвычайно большое значение как в качестве топлива для ядерных реакторов, так и в производстве ядерного оружия.
Изотопы урана
Символ нуклида |
Z(p) |
N(n) |
Масса изотопа (а. е. м.) |
Избыток массы (кэВ) |
Период полураспада (T1/2) |
Спин и чётность ядра |
Распространённость изотопа в природе (%) |
|
Энергия возбуждения (кэВ) |
||||||||
217U |
92 |
125 |
217,024370(90) |
22 700(90) |
26(14) мс |
1/2?# |
||
218U |
92 |
126 |
218,023540(30) |
21 920(30) |
6(5) мс |
0+ |
||
219U |
92 |
127 |
219,024920(60) |
23 210(60) |
55(25) мкс |
9/2+# |
||
220U |
92 |
128 |
220,024720(220)# |
23 030(200)# |
60# нс |
0+ |
||
221U |
92 |
129 |
221,026400(110)# |
24 590(100)# |
700# нс |
9/2+# |
||
222U |
92 |
130 |
222,026090(110)# |
24 300(100)# |
1,4(7) мкс |
0+ |
||
223U |
92 |
131 |
223,027740(80) |
25 840(70) |
21(8) мкс |
7/2+# |
||
224U |
92 |
132 |
224,027605(27) |
25 714(25) |
940(270) мкс |
0+ |
||
225U |
92 |
133 |
225,029391(12) |
27 377(12) |
61(4) мс |
5/2+# |
||
226U |
92 |
134 |
226,029339(14) |
27 329(13) |
269(6) мс |
0+ |
||
227U |
92 |
135 |
227,031156(18) |
29 022(17) |
1,1(1) мин |
(3/2+) |
||
228U |
92 |
136 |
228,031374(16) |
29 225(15) |
9,1(2) мин |
0+ |
||
229U |
92 |
137 |
229,033506(6) |
31 211(6) |
58(3) мин |
(3/2+) |
||
230U |
92 |
138 |
230,033940(5) |
31 615(5) |
20,8 сут |
0+ |
||
231U |
92 |
139 |
231,036294(3) |
33 807(3) |
4,2(1) сут |
(5/2)(+#) |
||
232U |
92 |
140 |
232,0371562(24) |
34 610,7(22) |
68,9(4) года |
0+ |
||
233U |
92 |
141 |
233,0396352(29) |
36 920,0(27) |
1,592(2)·105 лет |
5/2+ |
||
234U |
92 |
142 |
234,0409521(20) |
38 146,6(18) |
2,455(6)·105 лет |
0+ |
0,0055(2) |
|
234Um |
1421,32(10) |
39 567,9(18) |
33,5(20) мкс |
6? |
||||
235U |
92 |
143 |
235,0439299(20) |
40 920,5(18) |
7,04(1)·108 лет |
7/2? |
0,7200(51) |
|
235Um |
0,0765(4) |
40 920,6(18) |
26 мин |
1/2+ |
||||
236U |
92 |
144 |
236,0455680(20) |
42 446,3(18) |
2,342(3)·107 лет |
0+ |
||
236Um |
2750(10) |
45 196(10) |
115 нс |
0+ |
||||
237U |
92 |
145 |
237,0487302(20) |
45 391,9(19) |
6,75(1) сут |
1/2+ |
||
238U |
92 |
146 |
238,0507882(20) |
47 308,9(19) |
4,468(3)·109 лет |
0+ |
99,2745(106) |
|
238Um |
2 557,9(5) |
49 866,8(20) |
280(6) нс |
0+ |
||||
239U |
92 |
147 |
239,0542933(21) |
50 573,9(19) |
23,45(2) мин |
5/2+ |
||
239Um |
20(20)# |
50 594(20) |
>250 нс |
(5/2+) |
||||
239Un |
133,7990(10) |
50 707,7(19) |
780(40) нс |
1/2+ |
||||
240U |
92 |
148 |
240,056592(6) |
52 715(5) |
14,1(1) ч |
0+ |
||
241U |
92 |
149 |
241,060330(320)# |
56 200(300)# |
5# мин |
7/2+# |
||
242U |
92 |
150 |
242,062930(220)# |
58 620(200)# |
16,8(5) мин |
0+ |
Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. Для других источников значения могут сильно отличаться.
Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.
Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N).
Неуверенно определённые значения спина и/или его чётности заключены в скобки. Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; ?2200,2(18) означает ?2200,2 ± 1,8.
8. Свинец
Весь свинец в основном является смесью изотопов 204Pb, 206Pb, 207Pb, 208Pb. Эти изотопы не радиоактивны, то есть стабильны, но изотопы 206Pb, 207Pb,208Pb являются радиогенными и образуются в результате радиоактивного распада соответственно 238U,235U и 232Th. Изотоп 208Pb является одним из пяти существующих в природе ядер с дважды магическим числом. Схемы радиоактивного распада имеют вид: 238U > 206Pb + 84He; 235U > 207Pb + 74He; 232Th > 208Pb + 64He.
Уравнения распада имеют вид соответственно:
где 238U,235U,232Th -- современные концентрации изотопов; год-1, год-1,год-- постоянные распада атомов соответственно урана 238U, урана 235U и тория 232Th.
Кроме этих изотопов, известны и нестабильные изотопы 194Pb -- 203Pb, 205Pb, 209Pb -- 214Pb. Из них наиболее долгоживущие -- 202Pb и 205Pb (с периодами полураспада 52,5 тысяч и 15,3 млн лет). Короткоживущие изотопы свинца 210Pb (радий D), 211Pb (актиний B), 212Pb (торий B) и 214Pb (радий B) имеют периоды полураспада соответственно 22,2 года, 36,1 мин, 10,64 ч и 26,8 мин (в скобках приведены редко используемые исторические названия этих изотопов); эти четыре радиоактивных изотопа входят в состав радиоактивных рядов урана и тория и, следовательно, также встречаются в природе, хотя и в крайне малых количествах.
Количество ядер изотопа 204Pb (нерадиогенного и нерадиоактивного) является стабильным, в минералах свинца концентрация 204Pb во многом зависит от концентрации радиогенных изотопов, образованных как в процессе распада радиоактивных ядер, так и в процессах вторичного преобразования свинец содержащих минералов. Поскольку число радиогенных ядер, образовавшихся в результате радиоактивного распада, зависит от времени, то и абсолютные, и относительные концентрации зависят от времени образования минерала. Этим свойством пользуются при определении возраста горных пород и минералов.
Распространённость изотопов свинца
Изотоп |
204Pb |
206Pb |
207Pb |
208Pb |
|
Содержание в природе (в %) |
1,4 |
24,1 |
22,1 |
52,4 |
Свинец, состав которого приведён в таблице, отражает изотопный состав свинца преимущественно в галенитах, в которых урана и тория практически нет, и породах, преимущественно осадочных, в которых количество урана находится в кларковых пределах. В радиоактивных минералах этот состав существенно отличается и зависит от вида радиоактивного элемента, слагающего минерал. В урановых минералах, таких, как уранинит UO2, настуран UO2(урановая смолка), урановые черни, в которых существенно преобладает уран, радиогенный изотоп 206Pb существенно преобладает над другими изотопами свинца, и его концентрации могут достигать 90 %. Например, в урановой смолке (Сан-Сильвер, Франция) концентрация 206Pb равна 92,9 %, в урановой смолке из Шинколобве (Киншаса) -- 94,25 %. В ториевых минералах, например, в торите ThSiO4, существенно преобладает радиогенный изотоп 208Pbрад, в монаците из Казахстана концентрация 208Pb равна 94,02 %, в монаците из пегматита Бекета (Зимбабве) -- 88,8 %. Имеется комплекс минералов, например, монацит (Ce,La,Nd)[PO4], циркон ZrSiO4 и др., в которых в переменных соотношениях находятся уран и торий и соответственно в разных соотношениях присутствуют все или большинство изотопов свинца. Следует отметить, что в цирконах содержание нерадиогенного свинца крайне мало, что делает их удобным объектом для уран-торий-свинцового метода датирования (цирконометрия).
Изотопы свинца
Символ нуклида |
Z(p) |
N(n) |
Масса изотопа (а. е. м.) |
Период полураспада (T1/2) |
Спин и чётность ядра |
|
Энергия возбуждения |
||||||
178Pb |
82 |
96 |
178,003830 |
230 мкс |
0+ |
|
179Pb |
82 |
97 |
179,00215 |
3 мс |
5/2- |
|
180Pb |
82 |
98 |
179,997918 |
4,5 мс |
0+ |
|
181Pb |
82 |
99 |
180,99662 |
45 мс |
5/2- |
|
182Pb |
82 |
100 |
181,992672 |
60 мс |
0+ |
|
183Pb |
82 |
101 |
182,99187 |
535 мс |
3/2- |
|
183mPb |
94 кэВ |
415 мс |
13/2+ |
|||
184Pb |
82 |
102 |
183,988142 |
490 мс |
0+ |
|
185Pb |
82 |
103 |
184,987610 |
6,3 с |
3/2- |
|
185mPb |
60 кэВ |
4,07 с |
13/2+ |
|||
186Pb |
82 |
104 |
185,984239 |
4,82 с |
0+ |
|
187Pb |
82 |
105 |
186,983918 |
15,2 с |
3/2- |
|
187mPb |
11 кэВ |
18,3 с |
13/2+ |
|||
188Pb |
82 |
106 |
187,980874 |
25,5 с |
0+ |
|
188m1Pb |
2,5782 МэВ |
830 нс |
8- |
|||
188m2Pb |
2,80 МэВ |
797 нс |
||||
189Pb |
82 |
107 |
188,98081 |
51 с |
3/2- |
|
189mPb |
40 кэВ |
1 мин |
13/2+ |
|||
190Pb |
82 |
108 |
189,978082 |
71 с |
0+ |
|
190m1Pb |
2,6148 МэВ |
150 нс |
10+ |
|||
190m2Pb |
2,618 МэВ |
25 мкс |
12+ |
|||
190m3Pb |
2,6582 МэВ |
7,2 мкс |
11- |
|||
191Pb |
82 |
109 |
190,97827 |
1,33 мин |
3/2- |
|
191mPb |
20 кэВ |
2,18 мин |
13/2+ |
|||
192Pb |
82 |
110 |
191,975785 |
3,5 мин |
0+ |
|
192m1Pb |
2,5811 МэВ |
164 нс |
10+ |
|||
192m2Pb |
2,6251 МэВ |
1,1 мкс |
12+ |
|||
192m3Pb |
2,7435 МэВ |
756 нс |
11- |
|||
193Pb |
82 |
111 |
192,97617 |
5 мин |
3/2- |
|
193m1Pb |
130 кэВ |
5,8 мин |
13/2+ |
|||
193m2Pb |
2,6125 МэВ |
135 нс |
33/2+ |
|||
194Pb |
82 |
112 |
193,974012 |
12,0 мин |
0+ |
|
195Pb |
82 |
113 |
194,974542 |
15 мин |
3/2- |
|
195m1Pb |
202,9 кэВ |
15,0 мин |
13/2+ |
|||
195m2Pb |
1,7590 МэВ |
10,0 мкс |
21/2- |
|||
196Pb |
82 |
114 |
195,972774 |
37 мин |
0+ |
|
196m1Pb |
1,04920 МэВ |
100 нс |
2+ |
|||
196m2Pb |
1,73827 МэВ |
1 мкс |
4+ |
|||
196m3Pb |
1,79751 МэВ |
140 нс |
5- |
|||
196m4Pb |
2,6935 МэВ |
270 нс |
12+ |
|||
197Pb |
82 |
115 |
196,973431 |
8,1 мин |
3/2- |
|
197m1Pb |
319,31 кэВ |
42,9 мин |
13/2+ |
|||
197m2Pb |
1,91410 МэВ |
1,15 мкс |
21/2- |
|||
198Pb |
82 |
116 |
197,972034 |
2,4 ч |
0+ |
|
198m1Pb |
2,1414 МэВ |
4,19 мкс 7- |
||||
198m2Pb |
2,2314 МэВ |
137 нс |
9- |
|||
198m3Pb |
2,8205 МэВ |
212 нс |
12+ |
|||
199Pb |
82 |
117 |
198,972917 |
90 мин |
3/2- |
|
199m1Pb |
429,5 кэВ |
12,2 мин |
13/2+ |
|||
199m2Pb |
2,5638 МэВ |
10,1 мкс |
29/2- |
|||
200Pb |
82 |
118 |
199,971827 |
21,5 ч |
0+ |
|
201Pb |
82 |
119 |
200,972885 |
9,33 ч |
5/2- |
|
201m1Pb |
629,14 кэВ |
61 с |
13/2+ |
|||
201m2Pb |
2,7185 МэВ |
508 нс |
29/2- |
|||
202Pb |
82 |
120 |
201,972159 |
52,5 тыс. лет |
0+ |
|
202m1Pb |
2,16983 МэВ |
3,53 ч |
9- |
|||
202m2Pb |
4,1429 МэВ |
110 нс |
16+ |
|||
202m3Pb |
5,3459 МэВ |
107 нс |
19- |
|||
203Pb |
82 |
121 |
202,973391 |
51,873 ч |
5/2- |
|
203m1Pb |
825,20 кэВ |
6,21 с |
13/2+ |
|||
203m2Pb |
2,94947 МэВ |
480 мс |
29/2- |
|||
203m3Pb |
2,9234 МэВ |
122 нс |
25/2- |
|||
204Pb |
82 |
122 |
203,9730436 |
стабилен |
0+ |
|
204m1Pb |
1,27400 МэВ |
265 нс |
4+ |
|||
204m2Pb |
2,18579 МэВ |
67,2 мин |
9- |
|||
204m3Pb |
2,26433 МэВ |
450 нс |
7- |
|||
205Pb |
82 |
123 |
204,9744818 |
15,3 млн. лет |
5/2- |
|
205m1Pb |
2,329 кэВ |
24,2 мкс |
1/2- |
|||
205m2Pb |
1,013839 МэВ |
5,55 мс |
13/2+ |
|||
205m3Pb |
3,1957 МэВ |
217 нс |
25/2- |
|||
206Pb |
82 |
124 |
205,9744653 |
стабилен |
0+ |
|
206m1Pb |
2,20014 МэВ |
125 мкс |
7- |
|||
206m2Pb |
4,0273 МэВ |
202 нс |
12+ |
|||
207Pb |
82 |
125 |
206,9758969 |
стабилен |
1/2- |
|
207mPb |
1,633368 МэВ |
806 мс |
13/2+ |
|||
208Pb |
82 |
126 |
207,9766521 |
стабилен |
0+ |
|
208mPb |
4,895 МэВ |
500 нс |
10+ |
|||
209Pb |
82 |
127 |
208,9810901 |
3,253 ч |
9/2+ |
|
210Pb |
82 |
128 |
209,9841885 |
22,20 лет |
0+ |
|
210mPb |
1,278 МэВ |
201 нс |
8+ |
|||
211Pb |
82 |
129 |
210,9887370 |
36,1 мин |
9/2+ |
|
212Pb |
82 |
130 |
211,9918975 |
10,64 ч |
0+ |
|
212mPb |
1,335 МэВ |
5 мкс |
8+ |
|||
213Pb |
82 |
131 |
212,996581 |
10,2 мин |
9/2+ |
|
214Pb |
82 |
132 |
213,9998054 |
26,8 мин |
0+ |
|
215Pb |
82 |
133 |
215,00481 |
36 с |
5/2+ |
9. Самарий
Природный самарий состоит из четырёх стабильных изотопов 144Sm (изотопная распространённость 3,07 %), 150Sm (7,38 %), 152Sm (26,75 %),154Sm (22,75 %) и трёх слаборадиоактивных изотопов 147Sm (14,99 %, период полураспада -- 106 миллиардов лет), 148Sm (11,24 %; 7·1015 лет),149Sm (13,82 %; > 2·1015 лет, в некоторых источниках указывается как стабильный). Также существуют искусственно синтезированные изотопы самария, самые долгоживущие из которых -- 146Sm (период полураспада -- 103 миллиона лет) и 151Sm (90 лет).
Резонансный захват теплового нейтрона ядром 149Sm с образованием 150Sm перестаёт быть возможным уже при небольшом изменениипостоянной тонкой структуры б. Измерение относительного содержания 149Sm/150Sm в минералах природного ядерного реактора позволило установить, что в пределах экспериментальной погрешности значение постоянной тонкой структуры было в течение последних 2 млрд лет тем же, что и в наше время.
10. Неодим
Природный неодим состоит из семи изотопов: 142Nd (27,2 %),143Nd (12,2 %),144Nd (23,8 %),145Nd (8,3 %),146Nd (17,2 %),148Nd (5,7 %),150Nd (5,6 %) -- в скобках дано их содержание в природном неодиме. Из них пять стабильны, а два слаборадиоактивны:144Nd испытывает альфа-распад с периодом полураспада 2,38*1015 лет, а 150Nd -- двойной бета-распад с периодом полураспада 7*1018 лет. На 2003 год получен 31 искусственный нестабильный изотоп неодима с массовым числом в диапазоне от 124 до 161, также известны 13 метастабильных возбуждённых состояний его ядер.
Изотопы неодима
Символ нуклида |
Z(p) |
N(n) |
Масса изотопа (а. е. м.) |
Период полураспада (T1/2) |
Спин и чётность ядра |
|
Энергия возбуждения |
||||||
124Nd |
60 |
64 |
123,95223 |
500 мс |
0+ |
|
125Nd |
60 |
65 |
124,94888 |
600 мс |
5/2+ |
|
126Nd |
60 |
66 |
125,94322 |
1 с |
0+ |
|
127Nd |
60 |
67 |
126,94050 |
1,8 с |
5/2+ |
|
128Nd |
60 |
68 |
127,93539 |
5 с |
0+ |
|
129Nd |
60 |
69 |
128,93319 |
4,9 с |
5/2+ |
|
130Nd |
60 |
70 |
129,92851 |
21 с |
0+ |
|
131Nd |
60 |
71 |
130,92725 |
33 с |
5/2+ |
|
132Nd |
60 |
72 |
131,923321 |
1,56 мин |
0+ |
|
133Nd |
60 |
73 |
132,92235 |
70 с |
7/2+ |
|
133m1Nd |
127,97 кэВ |
70 с |
1/2+ |
|||
133m2Nd |
176,10 кэВ |
300 нс |
9/2- |
|||
134Nd |
60 |
74 |
133,918790 |
8,5 мин |
0+ |
|
134mNd |
2,2931 МэВ |
410 мкс |
8- |
|||
135Nd |
60 |
75 |
134,918181 |
12,4 мин |
9/2- |
|
135mNd |
65,0 кэВ |
5,5 мин |
1/2+ |
|||
136Nd |
60 |
76 |
135,914976 |
50,65 мин |
0+ |
|
137Nd |
60 |
77 |
136,914567 |
38,5 мин |
1/2+ |
|
137mNd |
519,43 кэВ |
1,60 с |
11/2- |
|||
138Nd |
60 |
78 |
137,911950 |
5,04 ч |
0+ |
|
138mNd |
3,1749 МэВ |
410 нс |
10+ |
|||
139Nd |
60 |
79 |
138,911978 |
29,7 мин |
3/2+ |
|
139m1Nd |
231,15 кэВ |
5,50 ч |
11/2- |
|||
139m2Nd |
2,5709 МэВ |
141 нс |
||||
140Nd |
60 |
80 |
139,90955 |
3,37 сут |
0+ |
|
140mNd |
2,2214 МэВ |
600 мкс |
7- |
|||
141Nd |
60 |
81 |
140,909610 |
2,49 ч |
3/2+ |
|
141mNd |
756,51 кэВ |
62,0 с |
11/2- |
|||
142Nd |
60 |
82 |
141,9077233 |
стабилен |
0+ |
|
143Nd |
60 |
83 |
142,9098143 |
стабилен |
7/2- |
|
144Nd |
60 |
84 |
143,9100873 |
2,29·1015 лет |
0+ |
|
145Nd |
60 |
85 |
144,9125736 |
стабилен |
7/2- |
|
146Nd |
60 |
86 |
145,9131169 |
стабилен |
0+ |
|
147Nd |
60 |
87 |
146,9161004 |
10,98 сут |
5/2- |
|
148Nd |
60 |
88 |
147,916893 |
стабилен |
0+ |
|
149Nd |
60 |
89 |
148,920149 |
1,728 ч |
5/2- |
|
150Nd |
60 |
90 |
149,920891 |
6,7·1018 лет |
0+ |
|
151Nd |
60 |
91 |
150,923829 |
12,44 мин |
3/2+ |
|
152Nd |
60 |
92 |
151,924682 |
11,4 мин |
0+ |
|
153Nd |
60 |
93 |
152,927698 |
31,6 с |
3/2- |
|
154Nd |
60 |
94 |
153,92948 |
25,9 с |
0+ |
|
154m1Nd |
480 кэВ |
1,3 мкс |
||||
154m2Nd |
1,349 МэВ |
1 мкс |
5- |
|||
155Nd |
60 |
95 |
154,93293 |
8,9 с |
3/2- |
|
156Nd |
60 |
96 |
155,93502 |
5,49 с |
0+ |
|
156mNd |
1,432 МэВ |
135 нс |
5- |
|||
157Nd |
60 |
97 |
156,93903 |
2 с |
5/2- |
|
158Nd |
60 |
98 |
157,94160 |
700 мс |
0+ |
|
159Nd |
60 |
99 |
158,94609 |
500 мс |
7/2+ |
|
160Nd |
60 |
100 |
159,94909 |
300 мс |
0+ |
|
161Nd |
60 |
101 |
160,95388 |
200 мс |
1/2- |
Заключение
Итак, благодаря радиоактивному распаду природных изотопов можно создать изотопные геохронометры. Время рассчитывают по соотношению концентраций радиогенного и радиоактивного изотопов в минерале. Но из-за захвата изотопов при минералообразовании и миграции изотопов при вторичных природных воздействиях на минералы изотопные геохронометры могут "убегать" вперед или отставать. С помощью особых приемов можно определять возраст даже тех минералов, в которых показания изотопных геохронометров искажены. Они требуют исследования нескольких образцов минералов, взятых из одной и той же породы и предположительно образованных в одно и то же время. С помощью графических построений для серии образцов можно определить время минералообразования. Нам удалось найти способ определения возраста с помощью не серии, а одного минерала путем исследования газов, выделяющихся при его ступенчатом отжиге. Методы изотопной геохронологии очень важны в современных геологических исследованиях.
Библиографический список
1 Высоцкий С. В., Баркар А. В, Курявый В. Г., Чусовитин Е. А., Карабцов А. А., Сафронов П. П. Гидротермальные благородные опалы: проблемы строения и генезиса // Записки РМО. 2009. №6. С. 62-70.
2 Высоцкий С. В., Галкин Н. Г., Баркар А. В., Чусовитин Е. А., Карабцов А. А. Гидротермальные благородные опалы месторождения Радужного (северное Приморье): природа опалесценции // Тихоокеанская геология. 2002. т.2. №4. С. 82-90.
3 Денискина Н. Д., Калинин Д. В., Казанцева Л. К. Благородные опалы. - Владивосток: Наука. 1987. - 183 с.
4 Чудаев О. В. Состав и условия образования современных гидротермальных систем Дальнего Востока России. - Владивосток: Дальнаука. 2003. - 215 с.
5 Рandia.org: Изотопия кислорода благородных опалов [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://pandia.org/text/77/474/74393.php, свободный. - Загл. с экрана.
6 Wikipedia.org: Кислород [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Кислород#.D0.98.D0.B7.D0.BE.D1.82.D0.BE.D0.BF.D1.8B, свободный. - Загл. с экрана.
7 Wikipedia.org: Изотопы кислорода [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%B7%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D1%8B_%D0%BA%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%B0, свободный. - Загл. с экрана.
8 Dic.academic.ru: Изотопы серы в геологии [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_geolog/10617/%D0%98%D0%97%D0%9E%D0%A2%D0%9E%D0%9F%D0%AB, свободный. - Загл. с экрана.
9 Geo.web.ru: Изотопы серы и углерода на активных гидротермальных полях Срединно-Атлантического хребта [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://geo.web.ru/db/msg.html?mid=1162935&uri=index.htm, свободный. - Загл. с экрана.
10 Wikipedia.org: Изотопы серы [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%B7%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D1%8B_%D1%81%D0%B5%D1%80%D1%8B, свободный. - Загл. с экрана.
11 Wikipedia.org: Изотопы углерода [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%B7%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D1%8B_%D1%83%D0%B3%D0%BB%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%B0, свободный. - Загл. с экрана.
12 Wikipedia.org: Углерод [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%B3%D0%BB%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%B4#.D0.98.D0.B7.D0.BE.D1.82.D0.BE.D0.BF.D1.8B_.D1.83.D0.B3.D0.BB.D0.B5.D1.80.D0.BE.D0.B4.D0.B0, свободный. - Загл. с экрана.
13 Wikipedia.org: Изотопы рубидия [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%B7%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D1%8B_%D1%80%D1%83%D0%B1%D0%B8%D0%B4%D0%B8%D1%8F, свободный. - Загл. с экрана.
14 Wikipedia.org: Рубидий [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D1%83%D0%B1%D0%B8%D0%B4%D0%B8%D0%B9#.D0.98.D0.B7.D0.BE.D1.82.D0.BE.D0.BF.D1.8B, свободный. - Загл. с экрана.
15 Dic.academic.ru: Статья метод определения абсолютного возраста стронциевый [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_geolog/13566/%D0%9C%D0%95%D0%A2%D0%9E%D0%94, свободный. - Загл. с экрана.
16 Wikipedia.org: Cтронций-90 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B9-90, свободный. - Загл. с экрана.
17 Mining-enc.ru: Стронций -- горная энциклопедия [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.mining-enc.ru/s/stroncij/, свободный. - Загл. с экрана.
18 Wikipedia.org: Cтронций [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B9#.D0.98.D0.B7.D0.BE.D1.82.D0.BE.D0.BF.D1.8B, свободный. - Загл. с экрана.
19 Wikipedia.org: Cтронций [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D1%80%D0%B0%D0%BD_(%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82)#.D0.93.D0.B5.D0.BE.D0.BB.D0.BE.D0.B3.D0.B8.D1.8F, свободный. - Загл. с экрана.
20 Geo.web.ru: Статья геохимия изотопов радиоактивных элементов ( U, Th, Ra) [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://geo.web.ru/db/msg.html?mid=1171496&uri=part04-02.htm, свободный. - Загл. с экрана.
21 Wikipedia.org: Изотопы урана [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%B7%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D1%8B_%D1%83%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B0, свободный. - Загл. с экрана.
22 Wikipedia.org: Изотопы неодима [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Изотопы_неодима, свободный. - Загл. с экрана.
23 Wikipedia.org: Неодим [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%CD%E5%EE%E4%E8%EC#.D0.98.D0.B7.D0.BE.D1.82.D0.BE.D0.BF.D1.8B, свободный. - Загл. с экрана.
24 Geo.web.ru: Статья изотопная геохронология [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://geo.web.ru/db/msg.html?mid=1157916&uri=page1.htm, свободный. - Загл. с экрана.
25 Рereplet.ru: Статья изотопные геохронометры [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/97.html, свободный. - Загл. с экрана.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
История открытия урана, его физические и химические свойства. Сферы применения уранат натрия, соединений урана, карбида урана-235 в сплаве с карбидом ниобия и карбидом циркония. Изотопы урана как разновидности атомов (и ядер) химического элемента.
реферат [17,9 K], добавлен 19.12.2010Особенности серы как химического элемента таблицы Менделеева, ее распространенность в природе. История открытия этого элемента, характеристика его основных свойств. Специфика промышленного получения и способов добычи серы. Важнейшие соединения серы.
презентация [152,3 K], добавлен 25.12.2011Исследование химических свойств серы. Изучение истории названия и открытия элемента третьего периода периодической системы. Описания реакций с металлами, неметаллами и сложными веществами. Основные способы добычи серных руд. Аллотропные модификации серы.
презентация [6,3 M], добавлен 23.02.2013Понятие о валентности как свойстве атомов присоединять определённое число атомов другого элемента. Определение валентности элементов по формулам. Сумма единиц валентности всех атомов одного элемента равна сумме единиц валентности атомов другого элемента.
лекция [10,4 K], добавлен 16.05.2004Характеристика химических свойств актинидов. Количественное определение трансплутониевых элементов. Отделение осаждением неорганическими и органическими реагентами. Методы выделения и разделения трансплутониевых элементов. Получение металлического урана.
реферат [75,3 K], добавлен 03.10.2010Характеристика строения атома, аллотропии, способа получения, окислительных и восстановительных свойств серы. Исследование истории открытия химических элементов теллура, полония, селена, физических свойств и работы с ними, основных областей применения.
презентация [4,4 M], добавлен 27.11.2011Химический элемент - совокупность атомов одного вида. Открытие химических элементов. Размеры атомов и молекул. Формы существования химических элементов. Некоторые сведения о молекулярном и немолекулярном строении веществ. Атомно-молекулярное учение.
презентация [33,3 K], добавлен 15.04.2012Современные процессы получения серы и кислорода, как в промышленности, так и в лабораторных условиях. Общая характеристика технологических процессов, их сравнительное описание и отличительные особенности, химическое обоснование и оценка актуальности.
доклад [37,7 K], добавлен 14.01.2016Общая характеристика кобальта как химического элемента. Определение и исследование физических и химических свойств кобальта. Изучение комплексных соединений кобальта и оценка их практического применения. Проведение химического синтеза соли кобальта.
контрольная работа [544,0 K], добавлен 13.06.2012Различия в свойствах элементов. Схожесть свойств элементов и схожесть их внутреннего строения. Электроны в атоме. Число энергетических уровней в атоме химического элемента. Определение максимального числа электронов, находящихся на энергетическом уровне.
презентация [2,9 M], добавлен 13.01.2012