„Radiometrikus kormeghatározás” változatai közötti eltérés

[ellenőrzött változat][ellenőrzött változat]
Tartalom törölve Tartalom hozzáadva
Porribot (vitalap | szerkesztései)
a 1 link egyértelműsítés AWB
a hivatkozások elhelyezése
1. sor:
A '''radiometrikus kormeghatározás''' olyan tudományos technika az anyagok korának meghatározására, amely a természetben előforduló [[nuklidok|radionuklidok]], ill. [[izotóp#Radioaktív izotópok (radioizotópok)|radioizotópok]] felezési idejének és jelenlegi gyakoriságának ismeretén alapszik. E módszer biztosítja legfontosabb információforrásunkat a [[Föld]] korának és az [[evolúció]] sebességének meghatározásában. Pontosság, költségek és az alkalmazott időskála alapján többféle radiometrikus kormeghatározási mód létezik.
 
== Alapok ==
Minden közönséges [[anyag (fizika)|anyag]]ot [[kémiai elemekelem]]ek atomjai építenek fel. Egy-egy elemet az [[atommag]]ja által tartalmazott [[proton]]ok száma határoz meg, melyet [[Rendszám (kémia)|rendszámnak]] nevezünk. Egy adott elemnek különböző [[izotóp]]jai léteznek, amelyek az atommagjukban lévő [[neutron]]ok számában térnek el egymástól. Egy konkrét elem adott izotópja a létező [[nuklid]]ok egyike. Az egyes nuklidokat (a magizomereket nem tekintve) a magjuk eltérő összetétele (protonszáma és neutronszáma) különbözteti meg egymástól. Egyes nuklidok eredendően instabilak. Az ilyen radionuklidok idővel egy másik nukliddá alakulnak át egy spontán (önmagától végbemenő) folyamatban, amelyet [[radioaktivitás|radioaktív bomlásnak]] nevezünk. A radioaktív bomlás során a bomló mag (anya, P mint ''parent'', azaz szülő) úgy alakul át a másikká (leány, D mint ''daughter''), hogy közben valamilyen sugárrészecskét (pl. negatív [[béta-bomlás]] esetében [[elektron]]t és antineutrínót, ill. alfa-bomlás esetében [[alfa-részecske|alfa-részecskét]]) vagy [[gamma-sugárzás|gamma-fotont]] bocsát ki, miközben (kinetikus) energia is felszabadul, melyet elsősorban a sugárrészecske, másodsorban a visszalökődő leánynuklid visz el.
 
Bár egy adott radionuklid (P) atomjai véletlenszerű időpontokban bomlanak el, ha sok egyforma radioaktív atomot tekintünk egyszerre, akkor a bomlatlan atomok ''P'' száma egyszerű exponenciális csökkenést mutat az idő függvényében, melyet a P nuklid [[felezési idő|felezési ideje]] jellemez. Ez azt jelenti, hogy a felezési idő elteltével az adott nuklid atomjainak fele a D leánynukliddá bomlik el, fele pedig változatlan állapotban megmarad. Sok radionuklid [[bomlási termék]]e (leánynuklidja) maga is radioaktív, és így tovább, miáltal egész [[bomlási lánc]]ok (bomlássorok) alakulhatnak ki, melyek valamilyen stabil nuklid keletkezésével érnek véget. Ha az „ősanya” sokkal hosszabb felezési idejű leányainál, akkor egy idő után ún. radioaktív egyensúly jön létre közte és a termékei között. Ilyenkor az ősanya felezési ideje lesz mérvadó az egész bomlássorra egészen a stabil végtermékig, azaz a köztes termékek „nem számítanak”, ti. kinetikai szempontból olyan, mintha az anya (P) egyetlen lépésben bomlana a stabil végtermékké (D). A radiometrikus kormeghatározásra használható radionuklidok felezési ideje néhány ezer évtől néhány milliárd évig terjed.
 
A felezési idő (az [[Béta-bomlás#Elektronbefogás (K-befogás)|elektronbefogás]]t kivéve) kizárólag a mag tulajdonságaitól függ, nem befolyásolja sem a [[hőmérséklet]], sem a [[nyomás]], sem a kémiai környezet, sem a [[mágneses mező|mágneses]] vagy [[elektromos mező]] jelenléte, sem más külső tényező. Tehát ha egy anyag egy meghatározott radionuklid atomjait tartalmazza, akkor a bomlás mértéke és a stabil termék mennyisége ideális esetben csak az eltelt időtől függ. Ez egy olyan időmérő eszközt ad a kezünkbe, mely adott esetben elárulja, hogy pl. mennyi idő telt el azóta, hogy az illető radionuklid az anyagba (pl. egy adott kőzetbe) került.
 
A különböző anyagok kialakulásának folyamatai gyakran szelektívek abból a szempontból, hogy az anyagba mely alkotóelemek kerülnek bele. Ideális esetben az anyagba csak az anyanuklid kerül a keletkezéskor, a bomlástermék nem. Ilyenkor az anyag vizsgálatakor a benne talált bomlástermékek már az anyag „életében” keletkeztek. Ha az anyagba a keletkezésekor a bomlástermék is belekerül, akkor a kormeghatározáshoz tudni kell, milyen arányban álltak egymással eredetileg. A bomlástermék(ek között) nem lehet kis molekulájú gáz, mert az könnyen kiszökik a vizsgált anyagból, az anyanuklidnak pedig elegendően hosszú felezési idejűnek kell lennie ahhoz, hogy jól mérhető mennyiség maradjon meg belőle az anyagban. A vizsgálat további feltétele, hogy se az anyanuklid, se a bomlástermék ne keletkezhessen egyéb folyamatokban, mert az értékelhetetlenné tenné a vizsgálati eredményt. Továbbá a bomlástermékek és az anyanuklid izolálására és elemzésére használt módszereknek is áttekinthetőknek és megbízhatóknak kell lenniük.
 
Előfordulhat, hogy egy szilárd anyag (pl. ásvány vagy kőzet), melyből a bomlástermék normális körülmények között nem képes [[diffúzió|kidiffundálni]], hevítés hatására mégiscsak kibocsátja magából az addig felhalmozódott bomlásterméket, nullára állítva ezzel a radiometrikus „órát”. A hőmérséklet, amelyen ez megtörténik a „blokkoló hőmérséklet”, amely jellemző az anyagra.
 
Az egyszerűbb radiometrikus kormeghatározó módszerek legtöbbjével szemben az [[izokron kormeghatározás]], amely sok bomlás esetében alkalmazható (lásd a [[rubídium–stroncium kormeghatározás]]t), nem igényli a kezdeti atomarányok ismeretét.