Химия - Калий-40 - Биологическая роль

05 августа 2011


Оглавление:
1. Калий-40
2. Биологическая роль



Калий-40 вынужденно присутствует в живых организмах наряду с другими изотопами калия. Концентрация этого элемента в питьевой воде составляет ~3×10 мг/л, что приводит к радиоактивности воды на уровне 2×10 Ки/л. Эта величина чрезвычайно мала и не ведёт к каким-либо вредным последствиям для организма.

Наличие калия-40 в теле человека обусловливает его природную радиоактивность на уровне 4-5 кБк в зависимости от массы. Это примерно 80-85 % всей радиоактивности организма. Оставшаяся часть исходит от изотопа С.

Калий-аргонное датирование

Отношение концентрации K к концентрации его продукта распада Ar используется для определения абсолютного возраста объектов методом так называемого калий-аргонного датирования. Суть этого метода состоит в следующем:

  • При помощи известных постоянных β-распада λb и е-захвата λe считается относительная доля атомов K, превратившихся в Ar:

\frac{{}^{40}Ar}{{}^{40}Ar+{}^{40}Ca}=\frac{\lambda_e}{\lambda_e+\lambda_b}


  • Если K0 — изначальное количество атомов калия-40, а t — искомый возраст образца, то современное количество атомов K в измеряемом образце определяется формулой:

^{40}K={}^{40}K_0 \cdot e^{-t}


  • Суммарное количество атомов Ar и Ca, образовавшихся за время t равно:

^{40}Ca+{}^{40}Ar={}^{40}K_0-{}^{40}K={}^{40}K \cdott}-1)


  • Из соотношения же между постоянными распада следует, что:

^{40}Ca+{}^{40}Ar={}^{40}Ar\cdot\frac{\lambda_e+\lambda_b}{\lambda_e}


  • Сравнивая два последних уравнения, получаем связь между количеством атомов Ar и K в исследуемом образце:

^{40}Ar={}^{40}K \cdot\frac{\lambda_e}{\lambda_e+\lambda_b}\cdott}-1)


  • Решая получившееся уравнение относительно искомого времени t получаем формулу для определения возраста образца:

t=\frac{ln}{\lambda_e+\lambda_b}



Просмотров: 4651


<<< Электрон (сплав)
Изотопы кислорода >>>