रेडियोजेनिक न्यूक्लाइड

एक रेडियोजेनिक न्यूक्लाइड एक न्यूक्लाइड है जो रेडियोधर्मी क्षय की प्रक्रिया द्वारा निर्मित होता है। यह स्वयं रेडियोधर्मी (एक रेडियोन्यूक्लाइड ) या स्थिर (एक स्थिर न्यूक्लाइड ) हो सकता है।

रेडियोजेनिक न्यूक्लाइड्स (आमतौर पर रेडियोजेनिक आइसोटोप के रूप में संदर्भित) भूविज्ञान में कुछ सबसे महत्वपूर्ण उपकरण बनाते हैं। इनका उपयोग दो प्रमुख तरीकों से किया जाता है:

किसी प्रणाली में रेडियोधर्मी 'मूल आइसोटोप' की मात्रा की तुलना में, रेडियोजेनिक 'उपोत्पाद' की मात्रा का उपयोग रेडियोमेट्रिक डेटिंग उपकरण (जैसे यूरेनियम-लेड डेटिंग|यूरेनियम-लीड जियोक्रोनोलॉजी) के रूप में किया जाता है।
एक ही तत्व के गैर-रेडियोजनिक समस्थानिक की मात्रा की तुलना में, रेडियोधर्मी समस्थानिक की मात्रा का उपयोग इसके समस्थानिक हस्ताक्षर को परिभाषित करने के लिए किया जाता है (जैसे। ²⁰⁶पंजाब/²⁰⁴पंजाब). इस तकनीक पर आइसोटोप जियोकेमिस्ट्री शीर्षक के तहत अधिक विस्तार से चर्चा की गई है।

उदाहरण

कुछ प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले समस्थानिक पूरी तरह से रेडियोजनिक होते हैं, लेकिन ये सभी ऐसे समस्थानिक होते हैं जो रेडियोधर्मी होते हैं, जिनका आधा जीवन प्राथमिक रूप से घटित होने के लिए बहुत कम होता है। इस प्रकार, वे केवल या तो चल रही क्षय प्रक्रियाओं की रेडियोजेनिक बेटियों के रूप में मौजूद हैं, या फिर कॉस्मोजेनिक (ब्रह्मांडीय किरण प्रेरित) प्रक्रियाएं जो उन्हें प्रकृति में नए सिरे से उत्पन्न करती हैं। कुछ अन्य स्वाभाविक रूप से न्यूक्लियोजेनिक प्रक्रियाओं (अन्य प्रकार की प्राकृतिक परमाणु प्रतिक्रियाओं, जैसे न्यूट्रॉन अवशोषण) द्वारा उत्पादित होते हैं।

रेडियोजेनिक समस्थानिकों के लिए जो धीरे-धीरे पर्याप्त रूप से क्षय होते हैं, या जो स्थिर समस्थानिक होते हैं, एक प्रारंभिक अंश हमेशा मौजूद होता है, क्योंकि सभी पर्याप्त रूप से लंबे समय तक रहने वाले और स्थिर समस्थानिक वास्तव में स्वाभाविक रूप से प्राथमिक रूप से होते हैं। इनमें से कुछ समस्थानिकों का एक अतिरिक्त अंश भी रेडियोजेनिक रूप से हो सकता है।

सीसा शायद आंशिक रूप से रेडियोधर्मी पदार्थ का सबसे अच्छा उदाहरण है, सीसे के समस्थानिक के रूप में (²⁰⁴पंजाब, ²⁰⁶पंजाब, ²⁰⁷पंजाब, और ²⁰⁸Pb) मुख्य रूप से ज्ञात और निश्चित अनुपात में मौजूद हैं। हालांकि, ²⁰⁴Pb केवल प्राथमिक रूप से मौजूद है, जबकि अन्य तीन समस्थानिक भी यूरेनियम और थोरियम के रेडियोजेनिक क्षय उत्पादों के रूप में हो सकते हैं। विशेष रूप से, ²⁰⁶पंजाब से बनता है ²³⁸यू, ²⁰⁷पंजाब से ²³⁵यू, और ²⁰⁸पंजाब से ²³²थ. उन चट्टानों में जिनमें यूरेनियम और थोरियम होते हैं, तीन भारी सीसा समस्थानिकों की अतिरिक्त मात्रा चट्टानों को दिनांकित करने की अनुमति देती है, या उस समय का अनुमान जब चट्टान जम जाती है और खनिज समस्थानिकों के अनुपात को स्थिर और जगह पर रखता है।

एक अन्य उल्लेखनीय रेडियोजेनिक न्यूक्लाइड आर्गन -40 है, जो रेडियोधर्मी पोटैशियम से बनता है। पृथ्वी के वायुमंडल में लगभग सभी आर्गन रेडियोजेनिक हैं, जबकि प्रारंभिक आर्गन आर्गन-36 है।

कुछ नाइट्रोजन -14 रेडियोजेनिक होते हैं, जो कार्बन-14 (अर्ध-जीवन लगभग 5700 वर्ष) के क्षय से आते हैं, लेकिन कार्बन-14 का निर्माण कुछ समय पहले नाइट्रोजन-14 से ब्रह्मांडीय किरणों की क्रिया द्वारा हुआ था।

रेडियोजनिक तत्वों के अन्य महत्वपूर्ण उदाहरण रेडॉन और हीलियम हैं, जो दोनों आधारशिला में भारी तत्वों के क्षय के दौरान बनते हैं। रैडॉन पूरी तरह से रेडियोजेनिक है, क्योंकि प्राथमिक रूप से होने के लिए इसका आधा जीवन बहुत छोटा है। हालाँकि, हीलियम पृथ्वी की पपड़ी में मुख्य रूप से होता है, क्योंकि हीलियम -3 और हीलियम -4 दोनों ही स्थिर हैं, और छोटी मात्रा पृथ्वी की पपड़ी में फंस गई थी क्योंकि यह बन गई थी। हीलियम-3 लगभग पूरी तरह से मौलिक है (भूपर्पटी में प्राकृतिक परमाणु प्रतिक्रियाओं से एक छोटी राशि बनती है)। हीलियम-3 को ट्रिटियम के क्षय उत्पाद के रूप में भी उत्पादित किया जा सकता है जो कुछ परमाणु प्रतिक्रियाओं का एक उत्पाद है, जिसमें त्रिगुट विखंडन भी शामिल है। हीलियम की वैश्विक आपूर्ति (जो गैस के कुओं के साथ-साथ वायुमंडल में भी होती है) लगभग पूरी तरह से (लगभग 90-99%) रेडियोजेनिक है, जैसा कि प्राथमिक अनुपात के सापेक्ष रेडियोजेनिक हीलियम -4 में 10 से 100 गुना संवर्धन के कारक द्वारा दिखाया गया है। हीलियम-4 से हीलियम-3 का। यह बाद वाला अनुपात अलौकिक स्रोतों से जाना जाता है, जैसे कि कुछ चंद्रमा की चट्टानें और उल्कापिंड, जो हीलियम -3 और हीलियम -4 के पैतृक स्रोतों से अपेक्षाकृत मुक्त हैं।

जैसा कि लेड-204 के मामले में उल्लेख किया गया है, एक रेडियोजेनिक न्यूक्लाइड अक्सर रेडियोधर्मी नहीं होता है। इस मामले में, यदि इसके अग्रगामी न्यूक्लाइड का अर्ध-जीवन इतना छोटा है कि वह प्रारंभिक काल से जीवित नहीं रह सकता है, तो मूल न्यूक्लाइड चला जाएगा, और अब पूरी तरह से इसकी स्थिर पुत्री के सापेक्ष अधिकता से जाना जाएगा। व्यवहार में, यह लगभग 50 से 100 मिलियन वर्ष से कम आधे जीवन वाले सभी रेडियोन्यूक्लाइड्स के लिए होता है। इस तरह के न्यूक्लाइड सुपरनोवा में बनते हैं, लेकिन विलुप्त रेडियोन्यूक्लाइड ्स के रूप में जाने जाते हैं, क्योंकि वे आज सीधे पृथ्वी पर नहीं देखे जाते हैं।

विलुप्त रेडियोन्यूक्लाइड का एक उदाहरण आयोडीन-129 है; यह क्सीनन-129 में क्षय होता है, क्सीनन का एक स्थिर समस्थानिक जो अन्य क्सीनन समस्थानिकों के सापेक्ष अधिक मात्रा में प्रकट होता है। यह उन उल्कापिंडों में पाया जाता है जो प्राथमिक सौर मंडल के धूल के बादल से संघनित होते हैं और प्राथमिक आयोडीन -129 (अर्ध जीवन 15.7 मिलियन वर्ष) में फंस जाते हैं, आयोडीन -129 के निर्माण के बीच एक सापेक्षिक लघु अवधि (शायद 20 मिलियन वर्ष से कम) में कुछ समय सुपरनोवा, और इस धूल के संघनन से सौर मंडल का निर्माण। फँसा हुआ आयोडीन-129 अब क्सीनन-129 की सापेक्ष अधिकता के रूप में प्रकट होता है। 1960 में आयोडीन-129 का अनुमान लगाने वाला पहला विलुप्त रेडियोन्यूक्लाइड था। अन्य हैं एल्युमिनियम -26 (उल्कापिंडों में पाए जाने वाले अतिरिक्त मैग्नीशियम-26 से भी अनुमानित), और आयरन-60।

भूविज्ञान में प्रयुक्त रेडियोजेनिक न्यूक्लाइड

निम्न तालिका रेडियोधर्मी माता-पिता आइसोटोप के आधे जीवन को कम करने के क्रम में भूविज्ञान में उपयोग की जाने वाली कुछ सबसे महत्वपूर्ण रेडियोजेनिक आइसोटोप प्रणालियों को सूचीबद्ध करती है। अर्ध-जीवन और क्षय स्थिरांक के लिए दिए गए मान समस्थानिक भूविज्ञान समुदाय में वर्तमान सर्वसम्मत मूल्य हैं।^[1] ** एक श्रृंखला के अंतिम क्षय उत्पाद को इंगित करता है।

Parent nuclide	Daughter nuclide	Decay constant (yr⁻¹)	Half-life
¹⁹⁰Pt	¹⁸⁶Os	1.477 ×10⁻¹²	469.3 Gyr *
¹⁴⁷Sm	¹⁴³Nd	6.54 ×10⁻¹²	106 Gyr
⁸⁷Rb	⁸⁷Sr	1.402 ×10⁻¹¹	49.44 Gyr
¹⁸⁷Re	¹⁸⁷Os	1.666 ×10⁻¹¹	41.6 Gyr
¹⁷⁶Lu	¹⁷⁶Hf	1.867 ×10⁻¹¹	37.1 Gyr
²³²Th	²⁰⁸Pb**	4.9475 ×10⁻¹¹	14.01 Gyr
⁴⁰K	⁴⁰Ar	5.81 ×10⁻¹¹	11.93 Gyr^[2]
²³⁸U	²⁰⁶Pb**	1.55125 ×10⁻¹⁰	4.468 Gyr
⁴⁰K	⁴⁰Ca	4.962 ×10⁻¹⁰	1.397 Gyr
²³⁵U	²⁰⁷Pb**	9.8485 ×10⁻¹⁰	0.7038 Gyr
¹²⁹I	¹²⁹Xe	4.3 ×10⁻⁸	16 Myr
¹⁰Be	¹⁰B	4.6 ×10⁻⁷	1.5 Myr
²⁶Al	²⁶Mg	9.9 ×10⁻⁷	0.7 Myr
³⁶Cl	³⁶Ar/S	2.24 ×10⁻⁶	310 kyr
²³⁴U	²³⁰Th	2.826 ×10⁻⁶	245.25 kyr
²³⁰Th	²²⁶Ra	9.1577 ×10⁻⁶	75.69 kyr
²³¹Pa	²²⁷Ac	2.116 ×10⁻⁵	32.76 kyr
¹⁴C	¹⁴N	1.2097 ×10⁻⁴	5730 yr
²²⁶Ra	²²²Rn	4.33 ×10⁻⁴	1600 yr

इस सारणी में गीर = गीगावर्ष = 10⁹ वर्ष, Myr = मेगावर्ष = 10⁶ वर्ष, किर = किलोवर्ष = 10³ वर्ष

रेडियोजेनिक हीटिंग

रेडियोधर्मी क्षय से ऊष्मा ऊर्जा की रिहाई के परिणामस्वरूप रेडियोजेनिक ताप होता है^[3] रेडियोजेनिक न्यूक्लाइड के उत्पादन के दौरान। पृथ्वी के_आंतरिक_गर्मी_बजट (ग्रहों की वृद्धि के परिणामस्वरूप) से गर्मी के साथ, मेंटल (भूविज्ञान) और क्रस्ट (भूविज्ञान) में होने वाली रेडियोजेनिक हीटिंग पृथ्वी की संरचना में पृथ्वी का आंतरिक ताप बजट बनाती है|पृथ्वी का आंतरिक भाग।^[4] पृथ्वी में अधिकांश रेडियोजेनिक हीटिंग यूरेनियम-238 -238 और थोरियम-232 -232, और पोटेशियम -40 की क्षय श्रृंखला ओं में बेटी नाभिक के क्षय से उत्पन्न होती है।<ref name="Dumé">Dumé, Belle (27 July 2005). "जियोन्यूट्रिनोस ने अपनी शुरुआत की; पृथ्वी में रेडियोजेनिक गर्मी". Physics World. Institute of Physics. Retrieved 23 November 2013.</रेफरी>

यह भी देखें

जियोन्यूट्रिनो
रेडियोमेट्रिक डेटिंग
स्थिर न्यूक्लाइड

संदर्भ

↑ Dickin, A.P. (2018). रेडियोजेनिक आइसोटोप भूविज्ञान. Cambridge University Press.
↑ Note: this not the half-life of ⁴⁰K, but rather the half-life that would correspond to the decay constant for decay to ⁴⁰Ar. About 89% of the ⁴⁰K decays to ⁴⁰Ca.
↑ Allaby, Alisa; Michael Allaby (1999). "रेडियोजेनिक हीटिंग". A Dictionary of Earth Sciences. Retrieved 24 November 2013.
↑ Mutter, John C. "ऊष्मा इंजन के रूप में पृथ्वी". Introduction to Earth Sciences I. Columbia University. p. 3.2 Mantle convection. Retrieved 23 November 2013.

इस पेज में लापता आंतरिक लिंक की सूची

स्थिर आइसोटोप
प्रमुख
राडोण
हाफ लाइफ
पपड़ी (भूविज्ञान)
पोटेशियम-40

बाहरी कड़ियाँ

National Isotope Development Center Government supply of radionuclides; information on isotopes; coordination and management of isotope production, availability, and distribution
Isotope Development & Production for Research and Applications (IDPRA) U.S. Department of Energy program for isotope production and production research and development

श्रेणी:रेडियोधर्मिता

[1] Dickin, A.P. (2018). रेडियोजेनिक आइसोटोप भूविज्ञान. Cambridge University Press.

[2] Note: this not the half-life of ⁴⁰K, but rather the half-life that would correspond to the decay constant for decay to ⁴⁰Ar. About 89% of the ⁴⁰K decays to ⁴⁰Ca.

[Allaby-3] Allaby, Alisa; Michael Allaby (1999). "रेडियोजेनिक हीटिंग". A Dictionary of Earth Sciences. Retrieved 24 November 2013.

[Mutter-4] Mutter, John C. "ऊष्मा इंजन के रूप में पृथ्वी". Introduction to Earth Sciences I. Columbia University. p. 3.2 Mantle convection. Retrieved 23 November 2013.

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