Алюминий-26

редактировать
Изотоп алюминия
Алюминий-26, Al
Общее
Символ Al
Имена алюминий-26, Al-26
Протоны 13
Нейтроны 13
Данные о нуклидах
Естественное содержание след (космогенный)
Период полураспада 7,17 × 10 лет
Спин 5+
Режимы распада
Режим распада Энергия распада (МэВ )
β+4.00414
ε4.00414
Изотопы алюминия. Полная таблица нуклидов

Алюминий -26 (Al, Al-26 ) представляет собой радиоактивный изотоп химического элемента алюминия, распадающийся от излучения позитронов или захват электрона в стабильный магний -26. Период полураспада Al составляет 7,17 × 10 лет. Этого слишком мало для того, чтобы изотоп выжил как первичный нуклид, но небольшое его количество образуется в результате столкновений атомов с космическими лучами протонами.

Распад из алюминия-26 также производит гамма-лучи и рентгеновские лучи. Рентгеновские лучи и оже-электроны испускаются возбужденной атомной оболочкой дочернего Mg после захвата электрона, который обычно оставляет дыру в одной из нижних подоболочек.

Поскольку он радиоактивен, он обычно хранится за свинцом толщиной не менее 5 сантиметров (2 дюйма). Контакт с Al может привести к радиологическому загрязнению, что потребует специальных инструментов для передачи, использования и хранения.

Содержание

  • 1 Датирование
  • 2 Возникновение в межзвездной среде
  • 3 История
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки

Датировка

Алюминий-26 может быть использован для расчета земного возраста метеоритов и комет. Он производится в значительных количествах во внеземных объектах путем расщепления кремния вместе с бериллием-10, хотя после падения на Землю производство Al прекращается, и его содержание относительно других космогенных нуклидов уменьшается. Отсутствие источников алюминия-26 на Земле является следствием того, что атмосфера Земли препятствует взаимодействию кремния на поверхности и нижней тропосфере с космическими лучами. Следовательно, количество Al в образце можно использовать для расчета даты падения метеорита на Землю.

Возникновение в межзвездной среде

Распределение Al в Млечном Пути

гамма-излучение на 1809 кэВ было первым наблюдаемым гамма-излучением из центра галактики. Наблюдение было произведено спутником HEAO-3 в 1984 году.

Изотоп в основном производится в сверхновых, выбрасывающих множество радиоактивных нуклидов в межзвездную среду. Считается, что изотоп обеспечивает достаточно тепла для малых планетных тел, чтобы различать их внутреннюю часть, как это было в ранней истории астероидов 1 Церера и 4 Веста. Этот изотоп также фигурирует в гипотезах относительно экваториальной выпуклости спутника Сатурна Япет.

История

До 1954 года период полураспада алюминия-26 составлял 6,3 секунды. После того, как было предположено, что это может быть период полураспада метастабильного состояния (изомер ) алюминия-26, основное состояние было получено бомбардировкой магнием-26 и магний-25 с дейтронами на циклотроне Университета Питтсбурга . Было определено, что первый период полураспада находится в диапазоне 10 лет.

Ферми бета-распад период полураспада метастабильного состояния алюминия-26 представляет интерес для экспериментального тестирования двух компонентов Стандартной модели, а именно, Гипотеза сохраняющегося вектора-тока и требуемая унитарность матрицы Кабиббо – Кобаяши – Маскавы. Распад сверхдозволен. Измерение периода полураспада Al в 2011 г. составляет 6346,54 ± 0,46 (статистический) ± 0,60 (системный) миллисекунды. Рассматривая известное плавление малых планетных тел в ранней Солнечной системе, Х. К. Юри отметил, что встречающиеся в природе долгоживущие радиоактивные ядра (K, U, U и Th) были недостаточными источниками тепла. Он предположил, что источником тепла могут быть короткоживущие ядра новообразованных звезд, и определил Al как наиболее вероятный выбор. Это предложение было сделано задолго до того, как были известны или поняты общие проблемы звездного нуклеосинтеза ядер. Это предположение было основано на обнаружении Al в мишени из Mg Симантоном, Райтмайром, Лонгом и Кохманом.

Их поиск был предпринят потому, что до сих пор не было известного радиоактивного изотопа Al, который мог бы использоваться в качестве индикатора. Теоретические соображения предполагали, что состояние Al должно существовать. Время жизни Ала тогда не было известно; это было оценено только между 10 и 10 годами. Поиск Al велся в течение многих лет, спустя много лет после открытия потухшего радионуклида I (Рейнольдсом (1960, Physical Review Letters v 4, стр. 8)), которое показало, что вклад звездных источников составляет ~ 10 за годы до того, как Солнце внесло свой вклад в состав Солнечной системы. Давно известно, что астероидные материалы, из которых состоят образцы метеоритов, происходят из ранней Солнечной системы.

Метеорит Альенде, упавший в 1969 году, содержал обильные включения, богатые кальцием и алюминием. (CAI). Это очень тугоплавкие материалы, и их интерпретировали как конденсаты горячей солнечной туманности. затем обнаружил, что кислород в этих объектах был увеличен по O на ~ 5%, в то время как O / O было таким же, как у земных. Это ясно показало большой эффект в большом количестве элемента, который мог быть ядерным, возможно, из звездного источника. Затем было обнаружено, что эти объекты содержат стронций с очень низким содержанием Sr / Sr, что указывает на то, что они были на несколько миллионов лет старше, чем ранее проанализированный метеоритный материал, и что этот тип материала заслуживает поиска Al. Al присутствует только сегодня в Солнечной системе. материалы в результате космических реакций на неэкранированных материалах на чрезвычайно низком уровне. Таким образом, любой оригинальный Al в ранней Солнечной системе вымер.

Чтобы установить присутствие Al в очень древних материалах, необходимо продемонстрировать, что образцы должны содержать явные избытки Mg / Mg, что коррелирует с соотношением Al / Mg. Тогда стабильный Al является суррогатом вымершего Al. Различные отношения Al / Mg связаны с разными химическими фазами в образце и являются результатом обычных процессов химического разделения, связанных с ростом кристаллов в CAI. Явное доказательство присутствия Al при соотношении содержаний 5 × 10 было показано Ли и др. Значение (Al / Al ∼ 5 × 10) в настоящее время обычно установлено как высокое значение в ранних образцах Солнечной системы и обычно используется в качестве точного хронометра шкалы времени для ранней Солнечной системы. Более низкие значения означают более позднее время формирования. Если этот Al является результатом додсолнечных звездных источников, то это подразумевает тесную временную связь между формированием Солнечной системы и рождением в какой-то взрывающейся звезде. Многие материалы, которые считались очень ранними (например, хондры), по-видимому, образовались несколько миллионов лет спустя (Hutcheon Hutchison). Затем были обнаружены другие потухшие радиоактивные ядра, которые явно имели звездное происхождение.

То, что Al присутствует в межзвездной среде в качестве основного источника гамма-излучения, не было исследовано до разработки программа астрономической обсерватории высоких энергий. Космический аппарат HEAO-3 с охлаждаемыми Ge-детекторами позволил четко обнаружить гамма-линии 1,808 Мэв из центральной части галактики от распределенного источника Al. Это представляет собой квазистационарный запас, соответствующий двум солнечным массам распределения Al. Это открытие было значительно расширено за счет наблюдений из Комптоновской гамма-обсерватории с использованием телескопа COMPTEL в галактике. Впоследствии были обнаружены линии Fe (1,173 и 1,333 Мэв), показывающие, что относительная скорость распада от Fe до Al составляет Fe / AL ~ 0,11.

В погоне за носителями Ne в иле, образованном химическое разрушение некоторых метеоритов, зерна носителя микронного размера, кислотоупорные сверхгнеупорные материалы (например, C, SiC ) были обнаружены E. Anders и группой Chicago. Было ясно показано, что зерна-носители представляют собой околозвездные конденсаты от более ранних звезд и часто содержат очень большое увеличение Mg / Mg в результате распада Al с Al / Al, иногда приближающееся к 0,2. Эти исследования на зернах микронного размера были возможны в результате развития масс-спектрометрия поверхностных ионов с высоким разрешением по массе с сфокусированным лучом, разработанная G. Slodzian R.Castaing совместно с CAMECA Co.

Производство Al посредством взаимодействий с космическими лучами в неэкранированных материалах - это используется в качестве монитора времени воздействия космических лучей. Эти количества намного ниже первоначальных запасов, обнаруженных в очень ранних обломках Солнечной системы.

См. Также

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-10 15:13:29
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте