Калий-40 - Potassium-40
Общий | |
---|---|
Условное обозначение | 40 К |
Имена | калий-40, К-40 |
Протоны | 19 |
Нейтронов | 21 год |
Данные о нуклидах | |
Природное изобилие | 0,0117 (1)% |
Период полураспада | 1,251 (3) × 10 9 лет |
Родительские изотопы | Первозданный |
Продукты распада |
40 Ca (β - ) 40 Ar (EC, γ; β + ) |
Изотопная масса | 39.96399848 (21) u |
Вращаться | 4 - |
Избыточная энергия | −33 505 кэВ |
Связующая энергия | 341 523 кэВ |
Режимы распада | |
Режим распада | Энергия распада ( МэВ ) |
β - | 1,31109 |
EC , γ | 1,5049 |
Изотопы калия Полная таблица нуклидов |
Калий-40 ( 40 К ) представляет собой радиоактивный изотоп из калия , который имеет длительный период полураспада от 1,251 × 10 9 лет. Он составляет 0,012% (120 частей на миллион ) от общего количества калия, содержащегося в природе.
Калий-40 - редкий пример изотопа, который претерпевает оба типа бета-распада . Примерно в 89,28% случаев он распадается до кальция-40 ( 40 Ca) с испусканием бета-частицы (β - , электрон ) с максимальной энергией 1,31 МэВ и антинейтрино . Примерно в 10,72% случаев он распадается до аргона-40 ( 40 Ar) за счет электронного захвата (EC) с испусканием нейтрино, а затем гамма-лучами 1,460 МэВ . Радиоактивный распад этого конкретного изотопа объясняет большое количество аргона (почти 1%) в атмосфере Земли , а также преобладание 40 Ar над другими изотопами . Очень редко (0,001% событий) он распадается до 40 Ar, испуская позитрон (β + ) и нейтрино.
Калий-аргоновое датирование
Калий-40 особенно важен при датировании калий-аргон (K-Ar). Аргон - это газ, который обычно не соединяется с другими элементами. Таким образом, когда минерал образуется - будь то из расплавленной породы или из веществ, растворенных в воде, - он изначально не будет содержать аргона, даже если в жидкости есть некоторое количество аргона. Однако, если минерал содержит какой-либо калий, то при распаде присутствующего изотопа 40 K будет образовываться свежий аргон-40, который останется заблокированным в минерале. Поскольку скорость, с которой происходит это преобразование, известна, можно определить время, прошедшее с момента образования минерала, путем измерения соотношения 40 K и 40 атомов Ar, содержащихся в нем.
Содержание аргона в атмосфере Земли составляет 99,6% 40 Ar; в то время как аргон на Солнце - и, предположительно, в первичном материале, который конденсировался в планеты, - состоит в основном из 36 Ar и менее 15% из 38 Ar. Отсюда следует, что большая часть земного аргона происходит из калия-40, который распался на аргон-40, который в конечном итоге ушел в атмосферу.
Вклад в естественную радиоактивность
Радиоактивный распад 40 K в мантии Земли занимает третье место после 232 Th и 238 U как источник радиогенного тепла . В активной зоне, вероятно, также присутствуют радиогенные источники, хотя их количество неизвестно. Было высказано предположение, что значительная радиоактивность активной зоны (1-2 ТВт) может быть вызвана высокими уровнями U, Th и K.
Калий-40 является крупнейшим источником естественной радиоактивности у животных, включая человека. В теле человека весом 70 кг содержится около 140 граммов калия, следовательно, около 0,000117 × 140 = 0,0164 грамма 40 K; распад которого вызывает около 4300 распадов в секунду ( беккерель ) непрерывно на протяжении всей жизни тела.
Эквивалентная доза банана
Калий-40 известен тем, что он используется в эквивалентной дозе банана , неформальной единице измерения, в основном используемой в общих образовательных учреждениях, для сравнения радиоактивных доз с количеством, полученным при употреблении одного банана . Радиоактивная доза от употребления одного банана обычно составляет 10-7 зивертов, или 0,1 микрозиверта, что составляет 1% от ежедневного потребления радиоактивных веществ средним американцем.
Смотрите также
Примечания
использованная литература
внешние ссылки
- Раздел по калию-40, Радиологические и химические информационные бюллетени для поддержки анализа рисков для здоровья на загрязненных территориях