Question

放射性同位素的自发衰变

Answer 1

利用放射性同位素的自发衰变规律和稳定同位素的分馏规律，可以有效地对地质作用和过程进行地球化学示踪研究。

图9.4 微量元素在成岩-变质剖面中相对行为的最初类型分类

（据Rösler et al.，1983，转引自赵振华，1997）

放射性同位素母体由于自身核的不稳定性，通过释放出一些基本粒子（如：α，β，γ射线）和能量，最终自发衰变成一种新元素的稳定同位素原子（子体），通常称之为放射性衰变。利用同位素衰变规律研究地球物质的放射性同位素母体、子体之间数量关系，可以测定地质年代。

设自然体系中所研究的物质之放射性同位素母体的量为N₀，经过t年的衰变，现在的放射性同位素子体的量为N。根据放射性衰变规律，有：

地球化学原理与应用

式中：λ为母体同位素的衰变常数。求解方程（9.1），得：

t＝（1/λ）ln（N₀/N） （9.2）

在放射性衰变过程中，放射性母体同位素的原子数衰减到原有数目的一半所需要的时间称为半衰期，记作t_1/2＝ln（2/λ），λ为母体同位素的衰变常数。当母体的半衰期t_1/2与体系所经历的时间间隔有相同的数量级时，就可以通过测定放射性同位素母体和子体中的量N和N₀，用式（9.2）中计算自然体系中所研究物质的形成年龄。这就是放射性同位素示踪地质体年龄的基本原理。