Draslík-40 - Potassium-40

Draslík-40,⁴⁰K.
Všeobecné
Symbol	40K.
Jména	draslík-40, K-40
Protony	19
Neutrony	21
Nuklidová data
Přirozená hojnost	0.0117(1)%
Poločas rozpadu	1.251(3)×109 y
Mateřské izotopy	Prvotní
Produkty rozpadu	40Ca (β−); 40Ar (EC, γ; β+)
Hmotnost izotopu	39.96399848(21) u
Roztočit	4−
Přebytečná energie	−33505 keV
Vazebná energie	341523 keV
Režimy rozpadu
Režim rozpadu	Energie rozpadu (MeV )
β−	1.31109
ES, γ	1.5049
	Izotopy draslíku ; Kompletní tabulka nuklidů

Draslík-40 (⁴⁰K.) je radioaktivní izotop z draslík který má dlouhý poločas rozpadu z 1,251×10⁹ let. Tvoří 0,012% (120 ppm ) z celkového množství draslíku nalezeného v přírodě.

Draslík-40 je vzácným příkladem izotopu, který prochází oběma typy rozpad beta. U přibližně 89,28% událostí se rozpadá na vápník-40 (⁴⁰Ca) s emisí a beta částice (β⁻, an elektron ) s maximální energií 1,31MeV a antineutrino. U přibližně 10,72% událostí se rozpadá na argon-40 (⁴⁰Ar) elektronový záchyt (ES), s emisemi a neutrino a poté 1,460 MeV gama paprsek.^[1] Radioaktivní rozpad tohoto konkrétního izotopu vysvětluje velké množství argonu (téměř 1%) v Atmosféra Země, stejně jako prevalence ⁴⁰Po všem jiné izotopy. Velmi zřídka (0,001% událostí) se rozpadne na ⁴⁰Ar vydáním a pozitron (β⁺) a neutrino.^[2]

Seznamka draslík – argon

Schéma rozpadu

Draslík-40 je zvláště důležitý při datování draslíkem a argonem (K – Ar). Argon je plyn, který se obvykle nekombinuje s jinými prvky. Takže, když minerální formy - ať už roztavené Skála nebo z látek rozpuštěných ve vodě - bude zpočátku bez argonu, i když je v kapalině nějaký argon. Pokud však minerál obsahuje nějaký draslík, pak se rozpad ⁴⁰Přítomný izotop K vytvoří čerstvý argon-40, který zůstane uzamčen v minerálu. Jelikož je známa rychlost, s jakou k této přeměně dochází, je možné určit uplynulý čas od vytvoření minerálu měřením poměru ⁴⁰K a ⁴⁰Atomy Ar v něm obsažené.

Argon nalezený v zemské atmosféře je 99,6% ⁴⁰Ar; zatímco argon na Slunci - a pravděpodobně v prvotním materiálu, který kondenzoval na planety - je většinou ³⁶Ar s méně než 15% ³⁸Ar. Z toho vyplývá, že většina pozemského argonu pochází z draslíku-40, který se rozpadl na argon-40, který nakonec unikl do atmosféry.

Příspěvek k přirozené radioaktivitě

Vývoj radiogenního tepelného toku zemského pláště v čase: příspěvek od ⁴⁰K žlutě.

Radioaktivní rozpad ⁴⁰K v zemském plášti je na třetím místě ²³²Čt a ²³⁸U, jako zdroj radiogenní teplo. Jádro také pravděpodobně obsahuje radiogenní zdroje, i když kolik je nejisté. Bylo navrženo, že významná radioaktivita jádra (1–2 TW) může být způsobena vysokou úrovní U, Th a K.^[3]^[4]

Draslík-40 je největším zdrojem přirozené radioaktivity u zvířat, včetně lidí. 70 kg lidské tělo obsahuje asi 140 gramů draslíku, tedy asi 0,000117 × 140 = 0,0164 gramů ⁴⁰K; jehož rozpad produkuje asi 4300 dezintegrací za sekundu (becquerel ) nepřetržitě po celý život těla.^[5]^[6]

Dávka ekvivalentní banánu

Draslík-40 je známý pro své použití v Dávka ekvivalentní banánu, neformální měrná jednotka, která se primárně používá v obecných vzdělávacích zařízeních, k porovnání radioaktivních dávek s množstvím přijatým konzumací jedné banán. Radioaktivní dávka z konzumace jednoho banánu je obecně dohodnuta na 10⁻⁷ Sievert neboli 0,1 mikrosievert, což je 1% průměrného denního radioaktivního příjmu Američanů.^[7]

Viz také

Poznámky

^ Tento foton by se nazýval rentgen pokud jsou emitovány z elektronu. V jaderné fyzice je běžné pojmenovat fotony spíše podle jejich původu než podle jejich energie, vysokoenergetické fotony produkované elektrickými přechody se nazývají „rentgenové paprsky“, zatímco ty vyzařované z atomových jader se nazývají „gama paprsky „bez ohledu na jejich energii.
^ Engelkemeir, D. W .; Flynn, K. F .; Glendenin, L. E. (1962). "Emise pozitronu v rozpadu K.⁴⁰". Fyzický přehled. 126 (5): 1818. Bibcode:1962PhRv..126.1818E. doi:10.1103 / PhysRev.126.1818.
^ Wohlers, A .; Wood, B. J. (2015). „Součást rané Země podobná rtuti poskytuje uran v jádru a vysokém plášti ¹⁴²Nd ". Příroda. 520 (7547): 337–340. Bibcode:2015 Natur.520..337W. doi:10.1038 / příroda14350. PMC 4413371. PMID 25877203.
^ Murthy, V. Rama; Van Westrenen, Wim; Fei, Yingwei (2003). „Experimentální důkazy o tom, že draslík je podstatným zdrojem radioaktivního tepla v planetárních jádrech.“ Příroda. 423 (6936): 163–5. Bibcode:2003 Natur.423..163M. doi:10.1038 / nature01560. PMID 12736683.
^ Počet radioaktivních rozpadů za sekundu v dané hmotnosti ⁴⁰K je počet atomů v této hmotě vydělený průměrnou životností a ⁴⁰K atom během několika sekund. Počet atomů v jednom gramu ⁴⁰K je Avogadro číslo 6.022×10²³ (počet atomů na krtek ) děleno atomová hmotnost draslíku-40 (39,96 gramů na mol), což je přibližně 0,1507×10²³ na gram. Jako v každém exponenciální úpadek, průměrná životnost je poločas dělený hodnotou přirozený logaritmus 2 nebo přibližně 56,82×10¹⁵ sekundy.
^ Bin Samat, S .; Green, S .; Beddoe, A. H. (1997). „The ⁴⁰K aktivita jednoho gramu draslíku ". Fyzika v medicíně a biologii. 42 (2): 407–13. Bibcode:1997PMB .... 42..407S. doi:10.1088/0031-9155/42/2/012. PMID 9044422.
^ https://www.radiation-dosimetry.org/what-is-banana-equivalent-dose-bed-definition/

Reference

externí odkazy

Sekce draslík-40, Radiologické a chemické souhrnné listy na podporu analýz zdravotních rizik pro kontaminované oblasti

Zapalovač: draslík-39	Draslík-40 je izotop z draslík	Těžší: draslík-41
Produkt rozpadu z: —	Řetěz rozpadu draslíku-40	Rozpady na: argon-40, vápník-40, Stabilní

[1] Tento foton by se nazýval rentgen pokud jsou emitovány z elektronu. V jaderné fyzice je běžné pojmenovat fotony spíše podle jejich původu než podle jejich energie, vysokoenergetické fotony produkované elektrickými přechody se nazývají „rentgenové paprsky“, zatímco ty vyzařované z atomových jader se nazývají „gama paprsky „bez ohledu na jejich energii.

[Engelkemeir-2] Engelkemeir, D. W .; Flynn, K. F .; Glendenin, L. E. (1962). "Emise pozitronu v rozpadu K.⁴⁰". Fyzický přehled. 126 (5): 1818. Bibcode:1962PhRv..126.1818E. doi:10.1103 / PhysRev.126.1818.

[WohlersWood2015-3] Wohlers, A .; Wood, B. J. (2015). „Součást rané Země podobná rtuti poskytuje uran v jádru a vysokém plášti ¹⁴²Nd ". Příroda. 520 (7547): 337–340. Bibcode:2015 Natur.520..337W. doi:10.1038 / příroda14350. PMC 4413371. PMID 25877203.

[MurthyWestrenenFei2003-4] Murthy, V. Rama; Van Westrenen, Wim; Fei, Yingwei (2003). „Experimentální důkazy o tom, že draslík je podstatným zdrojem radioaktivního tepla v planetárních jádrech.“ Příroda. 423 (6936): 163–5. Bibcode:2003 Natur.423..163M. doi:10.1038 / nature01560. PMID 12736683.

[5] Počet radioaktivních rozpadů za sekundu v dané hmotnosti ⁴⁰K je počet atomů v této hmotě vydělený průměrnou životností a ⁴⁰K atom během několika sekund. Počet atomů v jednom gramu ⁴⁰K je Avogadro číslo 6.022×10²³ (počet atomů na krtek ) děleno atomová hmotnost draslíku-40 (39,96 gramů na mol), což je přibližně 0,1507×10²³ na gram. Jako v každém exponenciální úpadek, průměrná životnost je poločas dělený hodnotou přirozený logaritmus 2 nebo přibližně 56,82×10¹⁵ sekundy.

[Samat-6] Bin Samat, S .; Green, S .; Beddoe, A. H. (1997). „The ⁴⁰K aktivita jednoho gramu draslíku ". Fyzika v medicíně a biologii. 42 (2): 407–13. Bibcode:1997PMB .... 42..407S. doi:10.1088/0031-9155/42/2/012. PMID 9044422.

[7] ttps://www.radiation-dosimetry.org/what-is-banana-equivalent-dose-bed-definition/

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

Všeobecné
Symbol	⁴⁰K.
Jména	draslík-40, K-40
Protony	19
Neutrony	21
Nuklidová data
Přirozená hojnost	0.0117(1)%
Poločas rozpadu	1.251(3)×10⁹ y
Mateřské izotopy	Prvotní
Produkty rozpadu	⁴⁰Ca (β⁻) ⁴⁰Ar (EC, γ; β⁺)
Hmotnost izotopu	39.96399848(21) u
Roztočit	4⁻
Přebytečná energie	−33505 keV
Vazebná energie	341523 keV
Režimy rozpadu
Režim rozpadu	Energie rozpadu (MeV )
β⁻	1.31109
ES, γ	1.5049
Izotopy draslíku Kompletní tabulka nuklidů