Методы неравновесные

Методы неравновесные основаны на нарушении радиоактивного равновесия в рядах урана, актиноурана и тория, обусловленном направленной миграцией какого-либо изотопа. Например, было обнаружено, что в океанической воде ионий (Th²³⁰) и протактиний находятся в резко неравновесных количествах с материнскими изотопами U²³⁸ и U²³⁵. Оказалось, что большее количество иония и протактиния по мере образования из U²³⁸ и U²³⁵ в океане осаждается на дно, в результате чего в поверхностных океанских осадках равновесие между ураном и ионием, а также актиноураном и протактинием значительно нарушено в сторону увеличения содержания иония и протактиния.

Методы неравновесные представляют большой интерес для определения возраста в интервале 7·10⁴ — 10⁶ лет, где не могут быть использованы другие методы (радиоуглеродный, калий-аргоновый и т. п.). Для этого необходимо применять изотопы с периодом полураспада такого же порядка, например Th²³⁰ (T½ = 8·10⁴ лет), Pa²³¹ (T½ = 3,4·10⁴ лет), U²³⁴ (T½ = 2,45·10⁵ лет).

Методы неравновесные можно разделить на две группы. К первой относятся методы, основанные на накоплении в данной среде продуктов распада U²³⁸, U²³⁵ и Th²³². Сюда относятся иониевый и протактиний-иониевый методы, основанные на распаде изотопов Th²³⁰ и Pa²³¹ в океанских осадках, а также метод изотопов урана, развитый Чердынцевым. Им было показано, что отношение U²³⁴/U²³⁸ во многих системах больше равновесного значения. Уменьшение этого отношения (в пределах до равновесного значения) может служить мерой возраста изучаемой системы. К первой группе также относятся методы, основанные на распаде изотопов радия (или актиния) в отложениях минеральных источников (травертины, оолиты и т. п.).

Вторую группу составляют методы, базирующиеся на накоплении продуктов распада в системе, которая первоначально содержит только материнский элемент. Известно, что в природных водах и океанической воде уран содержится в значительно большем количестве, чем изотопы тория или протактиния. Тела, формирующиеся в этой среде (например, раковины моллюсков или кораллы) или омываемые природными водами (например, кости, почва, торф и т. п.), первоначально содержат изотопы урана в значительно большем количестве, чем изотопы тория или протактиния. По накоплению в таких образцах какого-либо продукта распада урана (чаще всего изотопов тория и протактиния) можно определить их возраст. На этом принципе основан урано-иониевый метод определения возраста, впервые применённый Чердынцевым и сотрудниками (1955) для определения возраста костей, почвы, раковин моллюсков, сталагмитов и сталактитов. X. А. Арсланов.