Datování podle štěpných stop

Datování štěpením trati je způsob radiometrického datování na základě analýzy stopám, které zůstaly v minerálním o spontánní štěpení z uranu-238 obsažených. Tuto metodu lze použít k datu formování geologického nebo archeologického materiálu nebo k poslední vysokoteplotní epizodě horniny.

Historický

První stopy štěpení byly pozorovány v roce 1959 pod elektronovým mikroskopem  ; v roce 1962 byla objevena chemická metoda rozšiřování stop, která umožňovala jejich pozorování optickým mikroskopem .

Zásada

Jakýkoli materiál, který přirozeně obsahuje uran, obsahuje v daném věku stejný podíl uranu 235 a uranu 238 . Uran 238 má několik režimů rozpadu , hlavním je rozpad α na thorium 234, ale malá část (5,45 × 10 −5  % z celkového počtu rozpadů) atomů uranu 238 se rozpadá spontánním štěpením . Dalšími atomy přítomnými v přírodě, které mohou podstoupit spontánní štěpení, jsou zejména uran 235 (7 × 10–9  % z celkového počtu rozpadů) a thorium 232 (1,1 × 10–9  % z celkového počtu rozpadů), ale tyto případy jsou okrajové a lze je ignorovat, takže si myslíme, že jakákoli stopa štěpení je způsobena spontánním štěpením uranu 238. Odtud můžeme jednoduchým počítáním počtu stop odvodit počet spontánních štěpení uranu 238 místo v materiálu, odečtěte počet 238 atomů uranu, které se rozpadly spontánním štěpením nebo rozpadem α, a proto měřením množství uranu stále přítomného ve vzorku odečtěte množství přítomného uranu v době jeho vzniku. Znát konstantu rozpadu uranu 238 pak umožňuje vypočítat stáří vzorku. Navíc délka štěpných stop, řádově deseti mikrometrů , je výrazně větší než délka stop způsobených jinými jevy, jako je ústup jádra, které prochází dezintegrací, která způsobí stopu „délky“ řádově desetiny mikrometru. Je proto možné relativně snadno rozlišit stopy štěpení.

Aby bylo možné datovat mladý materiál, musí být bohatý na uran; zatímco k dnešnímu dni je třeba používat staré kameny, které obsahují jen málo minerálů.

Parametry ovlivňující počet pozorovaných stop

Metoda štěpení stopy se nezajímá o atomy produkované štěpením, ale pouze o její fyzické vady. Tyto vady mohou zmizet pod vlivem vnějších omezení, zejména teploty, ale také v mnohem menší míře pod vlivem chemického zvětrávání hornin a pod vysokým tlakem. Měřené věky jsou tedy obecně doby chlazení hornin pod určitou teplotou v závislosti na materiálu.

Bibliografie

Poznámky a odkazy

Poznámky

  1. V konkrétním případě velmi starých vzorků, stejně jako většina meteoritů , používáme také stopy štěpení plutonia 244 , uhasené radioaktivity (jsme schopni odlišit stopy štěpení produkované 244 Pu od těch, které jsou způsobeny 238 U, kvůli zejména rozdílu mezi dvěma energiemi zpětného rázu ).
  2. Jedinou výjimkou jsou horniny z lokalit, kde přirozeně probíhaly samonosné reakce jaderného štěpení, a jediným známým příkladem v roce 2018 je ložisko uranového Oklo v Gabonu .

Reference

  1. Étienne Roth ( dir. ), Bernard Poty ( dir. ), Joëlle Carpena, Didier Mailhe et al. ( pref.  Jean Coulomb ), Metody datování podle přírodních jaderných jevů , Paříž, Éditions Masson , kol.  " CEA Collection  ",1985, 631  s. ( ISBN  2-225-80674-8 ) , kap.  8 („Metoda štěpení: její zájem o geologii“)
  2. „  Údaje o izotopech pro uran 238 v periodické tabulce  “ na www.periodictable.com (přístup 2. prosince 2015 )
  3. „  Data izotopů pro uran 235 v periodické tabulce  “ na www.periodictable.com
  4. „  Údaje o izotopech pro Thorium232 v periodické tabulce  “ na www.periodictable.com (přístup 2. prosince 2015 )