Feladat: 3932. fizika feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Almási Gábor András ,  Bőle Pál ,  Földes Tamás ,  Hohmann Balázs ,  Kiszel Kristóf ,  Márkus Bence Gábor ,  Pálovics Róbert ,  Retter Viktor ,  Takács Marcell ,  Tüzes Dániel 
Füzet: 2007/május, 312 - 313. oldal  PDF file
Témakör(ök): Maghasadás, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 2006/november: 3932. fizika feladat

Miért létezhetnek a Földön olyan ‐ természetes eredetű ‐ radioaktív izotópok, amelyek felezési ideje sokkal rövidebb, mint a Föld életkora?

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Megoldás. Olyan radioaktív izotópok, melyek felezési ideje sokkal (nagyságrendekkel) kisebb, mint a Föld életkora, többféle módon létrejöhetnek.
Vannak olyan radioaktív izotópok, melyek felezési ideje összemérhető a Föld életkorával (és megtalálhatók a Földön); ilyen pl. az 238U és a 232Th. Ezen elemek radioaktív bomlási sorában több, az ,,anyaelemnél'' sokkal kisebb felezési idejű ,,leányelem'' található (például a 222Rn, 224Ra, 210Pb, 212Pb, 210Bi). A 238-as urán, illetve a 232-es tórium hosszú élettartama miatt a folyamatosan keletkező leányelemek ‐ jóllehet gyorsan elbomlanak ‐ még ma is jelen lehetnek a Földön.
A másik ok, ami miatt gyorsan bomló elemek nem tűnnek el a Földről, a kozmikus sugárzás. Ebből adódóan két radioaktív elemet kell megemlítenünk: a tríciumot és a radiokarbont. A trícium (3H) felezési ideje csupán 12 év, ennek ellenére előfordul a földi vizekben, illetve a légkörben. A 14C izotóp (felezési ideje 5700 év) a kozmikus sugárzás nagyenergiájú atommagjai és a légkör felső részében található atomok ütközésekor felszabaduló neutronok hatására jön létre. A szabad neutronok a levegő nitrogénjét n+14N14C+p folyamatban radiokarbonná alakítják; ennek az izotópnak fontos szerepe van a régészeti kormeghatározásban.

 
Megjegyzések. 1. A trícium földi jelenlétének másik lehetséges oka az, hogy a Napban 3He+2H3H+p+p reakcióban 3H is keletkezik, és ennek egy részét a napszél a földi légkörbe sodorja.
2. A földtörténet korai időszakában (amikor még az uránizotópok aránya a mostanitól eltérő volt) beindulhattak ,,természetes atomreaktorok''. Ilyen reaktor működött 1,8 milliárd éve a mai Gabon területén található Oklóban, és a reaktor hasadási termékei az adott területen még ma is fellelhetőek.