पोटेशियम-40
| General | |
|---|---|
| Symbol | 40K |
| Names | पोटेशियम-40, 40K, K-40 |
| Protons (Z) | 19 |
| Neutrons (N) | 21 |
| Nuclide data | |
| Natural abundance | 0.0117(1)% |
| Half-life (t1/2) | 1.251(3)×109 y |
| Isotope mass | 39.96399848(21) Da |
| Spin | 4− |
| Excess energy | −33505 keV |
| Binding energy | 341523 keV |
| Parent isotopes | Primordial |
| Decay products | 40Ca (β−) 40Ar (EC, γ; β+) |
| Decay modes | |
| Decay mode | Decay energy (MeV) |
| β− | 1.31109 |
| EC, γ | 1.5049 |
| Isotopes of potassium Complete table of nuclides | |
पोटैशियम-40 (40K) पोटैशियम का एक रेडियोधर्मी समस्थानिक है जिसका आधा जीवन 1.25 बिलियन वर्ष है। यह प्रकृति में पाए जाने वाले पोटेशियम की कुल मात्रा का लगभग 0.012% (120 भाग-प्रति संकेतन) बनाते है।
पोटेशियम -40 तीन प्रकार के रेडियोधर्मी क्षय से गुजरते है। लगभग 89.28% घटनाओं में, यह 1.31 इलेक्ट्रॉन वोल्ट की अधिकतम ऊर्जा और एंटीन्यूट्रिनो के साथ बीटा कण (β−, एक इलेक्ट्रॉन) के उत्सर्जन के साथ कैल्शियम -40 (40Ca) में क्षय हो जाते है। लगभग 10.72% घटनाओं में, यह न्युट्रीनो के उत्सर्जन और फिर 1.460 MeV गामा किरण के उत्सर्जन के साथ इलेक्ट्रॉन परिग्रहण (ईसी) द्वारा आर्गन-40 (40Ar) का क्षय करता है।[1] इस विशेष समस्थानिक का रेडियोधर्मी क्षय पृथ्वी के वायुमंडल में आर्गन की बड़ी मात्रा (लगभग 1%) के साथ-साथ अन्य समस्थानिकों पर 40Ar के समस्थानिकों की व्यापकता की व्याख्या करते है। बहुत कम (0.001% घटनाएँ), यह एक पॉज़िट्रॉन (β+) और न्यूट्रिनो उत्सर्जित करके 40Ar तक क्षय हो जाते है।[2]
पोटेशियम-आर्गन काल निर्धारण
पोटेशियम-आर्गन (K-Ar) काल निर्धारण में पोटेशियम-40 विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। आर्गन एक ऐसी गैस है जो साधारणतया अन्य तत्वों से संयोजित नहीं होती है। इसलिए, जब एक खनिज बनता है - चाहे पिघली हुई चट्टान (भूविज्ञान) से, या जल में घुलने वाले पदार्थों से - यह प्रारम्भ में आर्गन-मुक्त होगा, भले ही तरल में कुछ आर्गन हो। यद्यपि, यदि खनिज में कोई पोटेशियम होता है, तो स्थित 40K समस्थानिक के क्षय से निर्मल आर्गन-40 बनेगा जो खनिज में बंद रहेगा। चूंकि यह रूपांतरण जिस दर पर होता है, वह ज्ञात है, इसमें निहित 40K और 40Ar परमाणुओं के अनुपात को मापकर बनने वाले खनिज के बाद से व्यतीत समय निर्धारित करना संभव है।
पृथ्वी के वायुमंडल में पाया जाने वाला आर्गन 99.6% है 40Ar है; जबकि सूर्य में आर्गन और संभवत: ग्रहों में संघनित प्राथमिक पदार्थ में - अधिकतर 36Ar है, जिसमें 38Ar का 15% से कम है। यह इस प्रकार है कि अधिकांश स्थलीय आर्गन पोटेशियम -40 से प्राप्त होता है जो कि आर्गन -40 में क्षय हो जाता है, जो अंततः वायुमंडल में पलायन किया।
प्राकृतिक रेडियोधर्मिता में योगदान
पृथ्वी के प्रावार में 40K का रेडियोधर्मी क्षय 232 Th और 238 U के बाद, रेडियम धर्मी ऊष्मा के स्रोत के रूप में तीसरे स्थान पर है।है। कोर में संभवतः रेडियम धर्मी स्रोत भी होते हैं, यद्यपि कितना अनिश्चित है। यह प्रस्तावित किया गया है कि महत्वपूर्ण कोर रेडियोधर्मिता (1-2 TW) U, Th, और K के उच्च स्तर के कारण हो सकती है।[3][4]
पोटैशियम-40 मनुष्य सहित प्राणियों में प्राकृतिक रेडियोधर्मिता का सबसे बड़ा स्रोत है। एक 70 किलो मानव शरीर में लगभग 140 ग्राम पोटेशियम होता है, इसलिए लगभग 0.000117 ×140 = 0.0164 ग्राम 40K;[5] जिसका क्षय शरीर के पूरे जीवन भर निरंतर 3,850[6] से 4,300 विघटन प्रति सेकंड (बैकेरल) लगभग उत्पन्न करते है।[7][8]
केले के बराबर मात्रा
पोटेशियम -40, केले के बराबर मात्रा में इसके उपयोग के लिए प्रसिद्ध है, माप की एक अनौपचारिक इकाई, मुख्य रूप से सामान्यीकृत शैक्षिक समायोजन में उपयोग की जाती है, एक केले के अंतर्ग्रहण से प्राप्त मात्रा में रेडियोधर्मी मात्रा की तुलना करने के लिए। एक केले के अंतर्ग्रहण से रेडियोधर्मी मात्रा सामान्यतः 10−7 सीवर्ट, या 0.1 माइक्रोसीवर्ट मानी जाती है, जो औसत अमेरिकी के दैनिक रेडियोधर्मी अंतर्ग्रहण का 1% है।[9]
यह भी देखें
टिप्पणियाँ
- ↑ This photon would be called an x-ray if emitted from an electron. In nuclear physics, it is common to name photons according to their origin rather than their energy, high energy photons produced by electrical transitions are called "x-rays" while those emitted from atomic nuclei are called "gamma rays" irrespective of their energy.
- ↑ Engelkemeir, D. W.; Flynn, K. F.; Glendenin, L. E. (1962). "Positron Emission in the Decay of K40". Physical Review. 126 (5): 1818. Bibcode:1962PhRv..126.1818E. doi:10.1103/PhysRev.126.1818.
- ↑ Wohlers, A.; Wood, B. J. (2015). "A Mercury-like component of early Earth yields uranium in the core and high mantle 142Nd". Nature. 520 (7547): 337–340. Bibcode:2015Natur.520..337W. doi:10.1038/nature14350. PMC 4413371. PMID 25877203.
- ↑ Murthy, V. Rama; Van Westrenen, Wim; Fei, Yingwei (2003). "Experimental evidence that potassium is a substantial radioactive heat source in planetary cores". Nature. 423 (6936): 163–5. Bibcode:2003Natur.423..163M. doi:10.1038/nature01560. PMID 12736683. S2CID 4430068.
- ↑ "रेडियोधर्मी मानव शरीर". Harvard Natural Sciences Lecture Demonstrations.
- ↑ Connor, Nick. "What is Potassium-40 – Characteristics – Half-life – Definition". Radiation Dosimetry.
- ↑ The number of radioactive decays per second in a given mass of 40K is the number of atoms in that mass, divided by the average lifetime of a 40K atom in seconds. The number of atoms in one gram of 40K is the Avogadro constant 6.022×1023 mol−1 divided by the atomic weight of potassium-40 (39.96 g/mol), which is about 0.1507×1023 per gram. As in any exponential decay, the average lifetime is the half-life divided by the natural logarithm of 2, or about 56.82×1015 seconds.
- ↑ Bin Samat, S.; Green, S.; Beddoe, A. H. (1997). "The 40K activity of one gram of potassium". Physics in Medicine and Biology. 42 (2): 407–13. Bibcode:1997PMB....42..407S. doi:10.1088/0031-9155/42/2/012. PMID 9044422. S2CID 250778838.
- ↑ Nick Connor (14 December 2019). "What is Banana Equivalent Dose – BED – Definition". Radiation Dosimetry.
संदर्भ
बाहरी संबंध
- Potassium-40 Sईसीtion, Radiological and Chemical Fact Sheets to Support Health Risk Analyses for Contaminated Areas