| Symbol |
26 13Al nebo 26 Al |
|---|---|
| Neutrony | 13 |
| Protony | 13 |
| Přirozená přítomnost | Stopy ( kosmogenní izotop ) |
|---|---|
| Poločas rozpadu | 7,17 × 10 5 let (0,717 Ma ) |
| Atomová hmotnost | 25,986892 u |
| Roztočit | 5+ |
| Přebytečná energie | -12,210 309 MeV |
| Vazebná energie | 2,827 266 MeV |
| Rozpad | Produkt | Energie ( MeV ) |
|---|---|---|
| β + | 26 12Mg |
4,00414 |
| ε | 26 12Mg |
Hliník 26 , symbol26
13Al, nebo prostě jen 26 kol, je radioaktivní izotop z hliníku s poločasem 7.17 × 10 5 let (0,717 Ma ).
Hliník 26 je přítomen ve vesmíru, protože je produktem supernov . Ve sluneční soustavě prvotní hliník 26 zmizel, ale na Zemi se neustále tvoří malá množství působením kosmických paprsků .
Hliník-26 byl přítomen během formování sluneční soustavy a jeho rozpad poskytoval prvním planetárním tělesům dostatek tepla, aby je roztavil ( částečně nebo úplně), a proto se odlišovaly . Tato prvotní hliník 26 zanechala stopy v podobě anomálie v izotopového složení z hořčíku , které se používají, aby data některých prvních událostí v historii sluneční soustavy .
V roce 1953 bylo známo šest izotopů hliníku s hmotnostními čísly 24 až 29, z nichž pouze 27 Al bylo stabilních (přírodní hliník je monoisotopický ). Dalších pět, vyrobené v laboratoři jaderných reakcí , všichni měli poločasy v řádu jednoho minutu nebo sekundu , příliš malé, aby poskytovat biology a lékaři s hliníkovým stopovkou . Mezi nimi byl skutečně izotop s hmotností číslo 26, ale s poločasem 6,3 s . Různé experimentální a teoretické úvahy však naznačují, že se spinem 0+ musí být izomer (známý 26m Al) a že základní stav 26g Al, spin 5+, musí být méně nestabilní (s poločasem mezi 10 4 a 10 6 let). 26g Al je ve skutečnosti vyroben v roce 1954 bombardování hořčík 26 a hořčík 25 s deuteronů a jeho poločas stanoveno, že v řádu 10 6 let. Tento poločas bude měřen přesněji v roce 1958 (0,738 ± 0,029 Ma ).
Kosmické záření produkovat stejný druh bombardováním nabitými částicemi, které experimenty odhalily 26 g Al v roce 1954, jsme výzkum v následujícím roce přítomnost hliníku 26 (a dalších kosmogenního izotopů ) a pod povrchem přirozeně vystavena kosmického záření, zejména z suchozemské výchozy , tektity a meteority , s úspěchem u několika tektitů a meteoritů. Metoda bude vyvinuta později a 26 Al koncentrace povrchů umožní měřit dobu jejich expozice. V roce 1967 byl v Grónsku detekován hliník 26 v ledu ; pochází z působení kosmického záření na atmosférický argon .
Harold Urey v roce 1955 ukazuje, že přirozená radioaktivní jádra s dlouhou životností ( 40 K , 238 U , 235 U a 232 Th ) nejsou dostatečnými zdroji tepla k vysvětlení fúze malých planetárních těles na začátku sluneční soustavy; poté navrhuje, aby nezbytnými zdroji tepla byla krátkodobá jádra syntetizovaná v jiných hvězdách než ve Slunci, a identifikuje 26 Al jako nejpravděpodobnějšího kandidáta.
První důkaz o přítomnosti hliníku 26 během formování sluneční soustavy poskytuje Allende , meteorit, který spadl v roce 1969 v Mexiku . Tento meteorit obsahuje žáruvzdorné enklávy bohaté na hliník a relativně chudé na hořčík , považované za první kondenzáty vznikající při chlazení sluneční mlhoviny . V těchto enkláv se 26 mg / 24 Mg poměr - konstantní ve všech známých materiálů až do té doby, a to jak pozemní a extraterrestrial - značně liší, a lineárně v závislosti na Al / Ca chemické poměru . Jediným udržitelným vysvětlením je, že hliník v mlhovině stále obsahoval hliník 26 během formování enkláv a že tento hliník 26 se od té doby rozpadl na hořčík 26. Sklon přímky 26 Mg / 24 Mg vs. Al / Mg dává molární zlomek z 26 AI v této počáteční hliníku: 5 x 10 -5 . Podobné variace poměru 26 Mg / 24 Mg pak budou měřeny na jiných objektech - zejména chondrulích -, ale s obecně menšími 26 Al frakcemi , což je známkou toho, že jejich vznik byl později, například o několik milionů d let: hliník 26 umožňuje jemné datování vzniku prvních objektů sluneční soustavy.
Současná přítomnost hliníku 26 v mezihvězdném byla prokázána v roce 1984 pozorování, podle HEAO-3 kosmického dalekohledu , z gama záření energetické 1,809 MeV , které jsou charakteristické pro radioaktivním rozpadem Al 26. o deset let později další kosmického dalekohledu CGRO , může najít velké množství hliníkových zdrojů 26 v Galaxii , které jsou označeny jako supernovy nebo hvězdami Vlk-Rayet .
V roce 1993 byla u určitých primitivních meteoritů objevena zrna nanometrické až mikrometrické velikosti , skládající se převážně z diamantu , grafitu a karbidu křemíku , a interpretována jako zrna mezihvězdného média před vytvořením sluneční soustavy (někdy i více než miliarda let) ). Grafitové kuličky obsahují hořčík 26 z rozpadu hliníku 26, s vysokým počátečním poměrem 26 Al / 27 Al, až téměř 0,2. Zdá se, že pocházejí nejméně ze tří typů zdrojů, pravděpodobně obrů asymptotické větve , nov a hvězd Wolf-Rayet .
Bez další přesnosti 26 Al označuje základní stav spin 5+, přesněji známý 26g Al. Rozkládá se na 26 Mg s poločasem rozpadu 7,17 × 10 5 let podle dvou mechanismů, hlavně (85%) l emise a pozitron ( β + radioaktivita ), ale také (15%) zachycení elektronu z elektronického procesoru ( ε radioaktivita ).
Rozpad na hořčík 26 není přímý, probíhá jedním nebo druhým ze dvou izomeru 26 Mg spin 2+ , oba velmi nestabilní a vedoucí k základnímu stavu spin 0+ radioaktivitou γ. , První (97,3%, přes β + nebo ε) s poločasem 0,49 ps , druhá (2,7%, β + ) s 0,08 ps .
Hliník 26 má také 0+ spinový izomer, označený 26m Al. Je mnohem nestabilnější než základní stav a rozpadá se radioaktivitou β + na 26 Mg (přímo v základním stavu) s poločasem asi 6,36 s . Rozpad 26m AI je přechod Fermiho (v) , vyznačující se tím, že spiny z elektronu a neutrin emitované antiparalelní. Jeho poločas má určitý význam pro experimentálně testováním dvou složek standardní model , zachování vektoru proudu (en) a unitarity na CKM matice . V roce 2011 byl tento poločas měřen na 6 346 54 ± 0,000 60 s (celková nejistota) nebo ± 0,000 46 (vnitřní nejistota).
Hliník 26 lze detekovat a měřit jeho množství pomocí pozitronů a zejména γ paprsků (zejména těch s energií 1,809 MeV ), které jsou výsledkem jeho radioaktivního rozpadu . V laboratoři lze měřit 26 Al koncentraci vzorku s dobrou přesností a vysokou citlivostí (v praxi pro poměry 26 Al / 27 Al pouhých 10 −13 nebo dokonce 10 −14 ) spektrometrií hmotnosti na akcelerátor (in) .
Hliník 26 je přítomen v mezihvězdném médiu a v sekulární rovnováze mezi injekcí (zejména supernovami ) a rozpadem. Množství hliníku 26 obnovovaného každý rok se odhaduje na tři sluneční hmoty .
Stejné jaderné reakce, které produkují hliník-26 v laboratoři, se vyskytují na povrchu planetárních těles pod působením kosmických paprsků . Obecně tyto povrchy nejsou vystaveny dostatečně dlouho, aby dosáhly sekulární rovnováhy (mezi produkcí a rozpadem): čím déle byl povrch vystaven, tím bohatší je na 26 Al.
Tyto kosmické záření reagují s různými složkami vzduchu a vyrábí různé známých izotopů kosmogenního , včetně 14 ° C , 3 H , 10 Be a 26 Al. Koncentrace těchto izotopů ve vzduchu je téměř konstantní, od sekulární rovnováha mezi výrobou a zmizení ( od radioaktivního rozpadu a ztráty srážení ). Koncentrace hliníku 26 v troposféře je tedy řádově 100 atomů na m 3 .
Led z ledovců a inlandsis pastí Malé vzduchové bubliny, jehož složení v kosmogenního izotopů, je na počátku, že vzduch. Následně koncentrace každého z těchto izotopů klesá radioaktivním rozpadem, víceméně rychle v závislosti na jejich poločasu . Zejména poměr 26 Al / 10 Be má počáteční hodnotu (1,89 ± 0,05) × 10 -3 a časem klesá (protože biologický poločas hliníku 26, 0,717 Ma , je nižší než poločas berylia 10 , 1,386 Ma ): jeho měření umožňuje datovat led. Například vzorek ledu extrahovaný v Grónsku v hloubce 2 760 m poskytl pohřební věk (6,7 ± 2,6) × 10 5 let.
Hliník 26 se vyrábí reakcemi 25 Mg ( d , n ) 26 Al, 26 Mg (d, 2n) 26 Al, 26 Mg ( p , n) 26 Al, 28 Si (d, α ) 26 Al, 27 al (n , 2n) 26 al, 27 al (p, pn) 26 al a 27 al (p, 2n) 26 Si (β + ) 26 al, stejně jako spalací těžších prvků protony s vysokou energií.