Юный техник 1962-06, страница 29

РАДИОАКТИВНОСТЬ - АБСОЛЮТНОЕ ВРЕМЯ

Впервые мысль о том, что радиоактивный распад может служить эталоном времени, высказал в 1903 году знаменитый физик Пьер Кюри. Но прошли многие годы, прежде чем его идея

была осуществлена.

В основе всех радиоактивных методов определения абсолютного возраста лежит закон радиоактивного распада, устанавливающий зависимость между числом атомов N„ в момент образования минерала и числом нераспавшихся атомов N, по истечении времени t после образования минерала: N₀=N_re^> где постоянная Я. — скорость распада данного радиоактивного вещества, а е — основание натуральных логарифмов.

Наиболее наглядная и простая модель радиоактивного распада—обычные песочные часы. Проведем с ними небольшой опыт.

Пусть верхняя колбочка пуста, и весь песок находится в нижней колбочке (рис. 1). Этот момент будем считать моментом образования минерала, в кристаллическую решетку которого входит какой нибудь радиоактивный ж мент. Теперь пгрг

вернем часы. Песок равномерно (с постоянной скоростью) потечет в пустую колбочку. Этот момент соответствует началу радиоактивного распада — образованию из одного элемента другого: например, из урана — свинца (рис. 2). Скорость радиоактивного распада постоянна. Ни сверхвысокие дазления (до 200 000 атм.), ни огромные положительные и отрицательные температуры не влияют на нее.

Положим теперь часы набок, разобьем их и взвесим песок в каждой колбочке (рис. 3). Зная оба веса и скорость пересыпания песка из одной колбочки в другую, легко определить время, прошедшее с начала работы часов до момента, когда мы положили часы набок. По этому же принципу ведут расчет геохронологи. (Геохронология — наука, изучающая возраст земных образований и метеоритов.) Зная число образовавшихся в мине-пале атомов — продуктов распада радиоактивного элемента (No— N/), число нераспавшихся атомов М, самого радиоактивного элемента и постоянную скорость распада К нетрудно вычислить

возраст минерала по формуле —--- = е^} — 1

N,

А как быть, если весь радиоактивный элемент давным-давно распался и перешел в новый элемент? Возрасг минерала уже не определишь Напрашивается вывод: абсолютный возраст породы можно определять с помощью такого радиоактивного вещества, период полураспада которого (время, за которое распадается половина атомов) соизмерим с геологическим временем, то есть исчисляется миллиардами лет Это прежде всег U²³⁵, U²³*, Th⁵³*, образующие радиоактивные семейства и в конце концов переходящие в разные изотопы свинца Pb²⁰⁷. Pb**, РЬ*⁰®. Можно воспользоваться также естественной радиоактив

27