ลำดับเหตุการณ์ของระบบสุริยะ
กรอบเวลาของการก่อตัวของระบบสุริยะได้รับการกำหนดโดยใช้ เรดิโอเมตริกเดท . นักวิทยาศาสตร์คาดว่าระบบสุริยะมีอายุ 4.6 พันล้านปี เมล็ดแร่ที่เก่าแก่ที่สุดที่เป็นที่รู้จัก บน โลก มีอายุประมาณ 4.4 พันล้านปี หินเก่านี้หายากเนื่องจากพื้นผิวโลกถูกเปลี่ยนรูปร่างใหม่อยู่ตลอดเวลาโดย การกัดเซาะ , ภูเขาไฟ และ แผ่นเปลือกโลก ในการประมาณอายุของระบบสุริยะนักวิทยาศาสตร์ใช้ อุกกาบาต ซึ่งก่อตัวขึ้นในช่วงแรกของการรวมตัวของเนบิวลาสุริยะ อุกกาบาตเกือบทั้งหมด (ดู อุกกาบาตแคนยอนไดอาโบล ) พบว่ามีอายุ 4.6 พันล้านปีซึ่งบ่งชี้ว่าระบบสุริยะต้องมีอายุอย่างน้อยนี้
การศึกษาแผ่นดิสก์อื่น ๆ ดวงดาวได้ทำหลายอย่างเพื่อสร้างกรอบเวลาสำหรับการก่อตัวของระบบสุริยะ ดาวฤกษ์อายุระหว่างหนึ่งถึงสามล้านปีมีแผ่นก๊าซที่อุดมไปด้วยในขณะที่แผ่นดิสก์รอบดาวฤกษ์อายุมากกว่า 10 ล้านปีมีก๊าซเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลยซึ่งบ่งบอกว่าดาวเคราะห์ยักษ์ภายในพวกมันหยุดก่อตัวแล้ว
การหาคู่ด้วยรังสี , การออกเดทด้วยกัมมันตภาพรังสี หรือ ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีการออกเดท เป็นเทคนิคที่ใช้ในการ วันที่ วัสดุเช่น หิน หรือ คาร์บอน ซึ่งติดตามสิ่งสกปรกกัมมันตภาพรังสี ถูกรวมเข้าด้วยกันเมื่อสร้างขึ้น วิธีการนี้เปรียบเทียบความอุดมสมบูรณ์ของไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ภายในวัสดุกับความอุดมสมบูรณ์ของผลิตภัณฑ์ การสลายตัว ซึ่งก่อตัวในอัตราการสลายตัวคงที่ที่ทราบกันดี การใช้การหาคู่แบบเรดิโอเมตริกเผยแพร่ครั้งแรกในปี 1907 โดย Bertram Boltwood และปัจจุบันเป็นแหล่งข้อมูลหลักเกี่ยวกับ อายุสัมบูรณ์ ของหินและ ลักษณะทางธรณีวิทยา อื่น ๆ รวมถึงอายุของ ซากดึกดำบรรพ์รูปแบบชีวิต หรือ อายุของโลก เองและยังสามารถนำไปใช้ในปัจจุบันได้หลากหลายของวัสดุธรรมชาติและ ที่มนุษย์สร้างขึ้น .
ร่วมกับ หลักการสตราติกราฟ วิธีการหาคู่แบบเรดิโอเมตริกถูกใช้ใน ธรณีวิทยา เพื่อสร้างมาตราส่วนเวลาทางธรณีวิทยา เทคนิคที่รู้จักกันดี ได้แก่ radiocarbon dating , potassium – argon dating และ uranium – lead dating ด้วยการอนุญาตให้มีการกำหนดช่วงเวลาทางธรณีวิทยาจึงเป็นแหล่งข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับอายุของ ฟอสซิล และอัตราการอนุมานของ การเปลี่ยนแปลง วิวัฒนาการ การหาคู่แบบเรดิโอเมตริกยังใช้จนถึงปัจจุบัน วัสดุ ทางโบราณคดีรวมถึงวัตถุโบราณ
วิธีการต่างๆในการหาคู่แบบเรดิโอเมตริกจะแตกต่างกันไปตามช่วงเวลาที่มีความแม่นยำและวัสดุที่สามารถนำไปใช้ได้
การสลายกัมมันตภาพรังสี
ตัวอย่างของกัมมันตรังสี โซ่ผุ จากตะกั่ว -212 (Pb) ถึงตะกั่ว -208 (Pb) นิวไคลด์แม่แต่ละตัวจะสลายตัวเป็นนิวไคลด์ลูกสาวโดยธรรมชาติ (ผลิตภัณฑ์ สลายตัว ) ผ่าน αสลายตัว หรือ βสลายตัว ผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวขั้นสุดท้ายตะกั่ว -208 (Pb) มีความเสถียรและไม่สามารถสลายกัมมันตภาพรังสีเองได้อีกต่อไป
สสาร ธรรมดาทั้งหมด ประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมี แต่ละอันมี เลขอะตอม ของตัวเองซึ่งระบุจำนวน โปรตอน ในนิวเคลียส นอกจากนี้องค์ประกอบอาจมีอยู่ในไอโซโทป ที่แตกต่างกันโดยแต่ละไอโซโทปขององค์ประกอบที่แตกต่างกันในจำนวน นิวตรอน ในนิวเคลียส ไอโซโทปเฉพาะขององค์ประกอบเฉพาะเรียกว่า นิวไคลด์ นิวไคลด์บางชนิดไม่เสถียรโดยเนื้อแท้ นั่นคือในบางช่วงเวลาอะตอมของนิวไคลด์ดังกล่าวจะได้รับ การสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี และเปลี่ยนไปเป็นนิวไคลด์ที่แตกต่างกันตามธรรมชาติ การเปลี่ยนแปลงนี้อาจทำได้หลายวิธี ได้แก่ การสลายตัวของอัลฟา (การปล่อย อนุภาคแอลฟา ) และ การสลายตัวของเบต้า (อิเล็กตรอน การปล่อย, การปล่อย โพซิตรอน หรือ การจับอิเล็กตรอน ) ความเป็นไปได้อีกประการหนึ่งคือ ฟิชชันที่เกิดขึ้นเอง เป็นนิวไคลด์สองตัวหรือมากกว่า
ในขณะที่ช่วงเวลาที่นิวเคลียสสลายตัวไม่สามารถคาดเดาได้การสะสมของอะตอมของนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีจะสลายตัว แบบทวีคูณ ในอัตราที่อธิบายโดยพารามิเตอร์ที่เรียกว่า ครึ่งหนึ่ง – ชีวิต มักจะระบุเป็นหน่วยปีเมื่อพูดถึงเทคนิคการออกเดท หลังจากครึ่งชีวิตหมดไปครึ่งหนึ่งของอะตอมของนิวไคลด์ที่เป็นปัญหาจะสลายตัวเป็นนิวไคลด์ “ลูกสาว” หรือ ผลิตภัณฑ์ที่สลายตัว ในหลาย ๆ กรณีนิวไคลด์ของลูกสาวนั้นเป็นสารกัมมันตภาพรังสีส่งผลให้ โซ่สลายตัว ในที่สุดก็จบลงด้วยการก่อตัวของนิวไคลด์ลูกสาวที่เสถียร (ไม่ก่อให้เกิดรังสี) แต่ละขั้นตอนในห่วงโซ่ดังกล่าวมีลักษณะครึ่งชีวิตที่แตกต่างกัน ในกรณีเหล่านี้โดยปกติแล้วครึ่งชีวิตของความสนใจในการหาคู่แบบเรดิโอเมตริกเป็นสิ่งที่ยาวที่สุดในห่วงโซ่ซึ่งเป็นปัจจัย จำกัด อัตราในการเปลี่ยนนิวไคลด์กัมมันตรังสีให้เป็นลูกสาวที่มีเสถียรภาพ ระบบไอโซโทปที่ใช้ในการหาคู่ด้วยรังสีจะมีครึ่งชีวิตตั้งแต่ประมาณ 10 ปีเท่านั้น (เช่น ไอโซโทป ) จนถึงกว่า 100 พันล้านปี (เช่น samarium-147 ).
สำหรับกัมมันตภาพรังสีส่วนใหญ่ นิวไคลด์ครึ่งชีวิตขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางนิวเคลียร์ แต่เพียงอย่างเดียวและเป็นค่าคงที่เป็นหลักสิ่งนี้เป็นที่ทราบกันดีว่าค่าคงที่ของการสลายตัวที่วัดโดยเทคนิคที่แตกต่างกันให้ค่าที่สอดคล้องกันภายในข้อผิดพลาดในการวิเคราะห์และอายุของวัสดุชนิดเดียวกันมีความสอดคล้องกันจากวิธีการหนึ่งไปอีกวิธีหนึ่ง ได้รับผลกระทบจากปัจจัยภายนอกเช่น อุณหภูมิ , ความดัน สภาพแวดล้อมทางเคมีหรือการมีสนามไฟฟ้า แม่เหล็ก หรือ ข้อยกเว้นเพียงประการเดียวคือ นิวไคลด์ที่สลายตัวโดยกระบวนการจับอิเล็กตรอนเช่น เบริลเลียม -7 , สตรอนเทียม -85 และ เซอร์โคเนียม -89 ซึ่งอัตราการสลายตัวอาจได้รับผลกระทบจาก ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในท้องถิ่นสำหรับนิวไคลด์อื่น ๆ สัดส่วนของนิวไคลด์ดั้งเดิมต่อผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวจะเปลี่ยนแปลงไปในช่วงก่อน วิธีที่กำหนดได้เนื่องจากนิวไคลด์ดั้งเดิมจะสลายตัวไปตามกาลเวลา
ความสามารถในการคาดการณ์นี้ช่วยให้สามารถใช้นิวไคลด์ที่สัมพันธ์กันจำนวนมากเป็น นาฬิกา เพื่อวัดเวลาจากการรวมตัวของนิวไคลด์ดั้งเดิมเข้ากับวัสดุจนถึงปัจจุบัน ธรรมชาติได้จัดหานิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีที่มีครึ่งชีวิตให้กับเราได้อย่างสะดวกซึ่งมีตั้งแต่อายุที่ยาวนานกว่า อายุของจักรวาล ไปจนถึงน้อยกว่า zeptosecond สิ่งนี้ช่วยให้สามารถวัดช่วงอายุได้กว้างมาก ไอโซโทปที่มีครึ่งชีวิตยาวมากเรียกว่า “ไอโซโทปเสถียร” และไอโซโทปที่มีครึ่งชีวิตสั้นมากเรียกว่า “ไอโซโทปที่สูญพันธุ์”
