Constantele de decadere radioizotopa si semicazurile de Samariu-147

Cuvinte cheie: intalnire radioizotopa, constante de descompunere, injumatatiri, samariu-147, 147Sm, α descompunere, numarare directa, emulsii, contoare de scintilatie lichida, camere de ionizare, detectoare de bariera de suprafata, contor Geiger, eficienta de numarare, comparatii geologice, meteoriti, U -Pb „standard standard”, raport 238U / 235U

Introducere

Datarea radioizotopului dintre roci si meteoriti este poate cea mai puternica dovada pentru vechea batranete a pamantului si a sistemului solar. Varstele absolute oferite de metodele de datare radioizotopi ofera o aura aparenta de certitudine milioanelor si miliardelor de ani pretinse pentru formarea rocilor terestre. Astfel, multi din comunitatea stiintifica si publicul larg din intreaga lume raman astfel convinsi de vechea antichitate a pamantului.

Cu toate acestea, determinarile exacte ale varstei radioizotopice impun ca constantele de descompunere ale radionuclidelor parinte respective sa fie cunoscute si constante in timp. In mod ideal, incertitudinea constantelor de descompunere ar trebui sa fie neglijabila in comparatie cu sau cel putin proportional cu incertitudinile analitice ale masurarilor spectrometrului de masa ale raporturilor izotopice care intra in calculele varstei radioizotopului (Begemann si colab., 2001). In mod clar, pe baza discutiilor in curs din literatura conventionala, acest lucru nu este cazul in prezent. Imbunatatirile uimitoare ale performantei spectrometrelor de masa din ultimele patru decenii, incepand cu lucrarea de reper de Wasserburg si colab. (1969), nu au fost insotite de nicio imbunatatire comparabila a exactitatii constantelor de descompunere (Begemann si colab., 2001; Steiger si Jager 1977), in ciuda incercarilor in curs de desfasurare (Miller 2012). Incertitudinile asociate cu cele mai multe determinari directe ale timpului de injumatatire sunt, in cele mai multe cazuri, inca la nivelul de 1%, ceea ce este inca semnificativ mai bun decat orice metoda radioizotopa pentru determinarea varstelor formatiunilor de roca. Cu toate acestea, chiar si incertitudini de doar 1% in timpul de injumatatire duce la discrepante foarte semnificative in varstele radioizotopului derivat. Recunoasterea unei nevoi urgente de imbunatatire a situatiei nu este noua (de exemplu, Min et al. 2000; Renne, Karner si Ludwig 1998). Ea continua sa fie mentionata, la un moment dat sau altul, de fiecare grup activ in geo- sau cosmocronologie (Schmitz 2012). Aceasta este o problema-cheie, in special pentru radioizotopii cu timpul de injumatatire foarte lung, datorita acumularii foarte lente a datelor de numarare a particulelor de cari,

Dintr – o perspectiva creationista, a 1997-2005 RATE ( R adioisotopes si O ge de T a E Arth) proiect realizat cu succes progrese in documentarea unele dintre capcanele in metodele de datare cu radioizotopi, si mai ales in a demonstra ca ratele de radioizotopi de descompunere nu poate avea a fost intotdeauna constant la ritmurile masurate de astazi (Vardiman, Snelling si Chaffin 2000, 2005). Cu toate acestea, mai ramane mult efort de cercetare pentru a face mai multe abordari nu numai pentru a descoperi defectele intrinseci acestor metode de datare de lunga vechime, ci spre o intelegere completa a radioizotopilor si a degradarii lor in istoria pamantului intr-un cadru creationist biblic.

Un domeniu crucial pe care proiectul RATE nu l-a atins a fost problema cat de fiabile au fost determinarile ratelor de descompunere ale radioizotopilor, care sunt atat de cruciale pentru calibrarea acestor „ceasuri”. Intr-adevar, inainte de aceasta serie prezenta de lucrari (Snelling 2014a, 2014b, 2015) nu au existat nicio incercare in literatura creationista de a trece in revista modul in care au fost determinate timpurile de injumatatire ale radioizotopilor parinti folositi in datarile geologice de varsta lunga. determinarile lor astfel incat sa discute exactitatea valorilor acceptate in prezent. La urma urmei, determinarile exacte ale varstei radioizotopului depind de determinarile exacte ale constantelor de decadere sau ale timpului de injumatatire a radiizotopilor parinti respectivi. Fiabilitatea celorlalte doua presupuneri pe care se bazeaza aceste metode absolute de datare, adica: conditiile de pornire si nicio contaminare a sistemelor inchise nu sunt aprobate. Totusi, acestea pot fi evitate oarecum prin tehnica izochinc, deoarece este independent de conditiile de pornire si este sensibil la dezvaluirea oricarei contaminari, care este inca semnificativ mai buna decat orice metoda radioizotopa pentru determinarea varstelor formatiunilor de roca. Punctele de date care nu se incadreaza pe izochron sunt pur si simplu ignorate, deoarece valorile lor sunt considerate ca urmare a contaminarii. Cu toate acestea, nu exista nici un mod fiabil de a determina diferenta dintre izochroni si liniile de amestecare. Ca aceasta practica obisnuita este ilustrata cu numeroase exemple din literatura de specialitate de Dickin (2005) si Faure si Mensing (2005). Pe de alta parte, s-ar putea argumenta ca aceasta eliminare a punctelor de date care nu se incadreaza in izochinc este arbitrara si, prin urmare, nu este o stiinta buna, deoarece se presupune doar ca valorile „aberante” se datoreaza contaminarii, mai degraba decat se dovedeste a fi asa. Intr-adevar, pentru a elimina aceste valori in orice set de date, trebuie sa stabilim un motiv pentru eliminarea acelor puncte de date care nu pot fi discutate in mod rezonabil.

Pentru a remedia aceasta deficienta, Snelling (2014a, 2014b, 2015) a documentat metodologia din spatele si istoricul determinarii constantelor de degradare si a timpului de injumatatire a radioizotopilor parinti 87Rb, 176Lu si 187Re folosite ca baza pentru Rb-Sr , Lu-Hf, respectiv Re-Os, metode de intalnire de varsta lunga. El a aratat ca exista inca o anumita incertitudine in ceea ce priveste valorile acestor masuri ale ratelor de descompunere 87Rb si 176Lu, in contrast cu acordul aparent privind rata de descompunere 187Re. Aceasta incertitudine este deosebit de importanta in determinarile ratei de descompunere 176Lu prin experimente de numarare directa fizica. Mai mult, valorile determinate ale ratei de descompunere 87Rb difera atunci cand varstele Rb-Sr sunt calibrate fata de varstele U-Pb ale acelorasi minerale si roci terestre sau ale acelorasi meteoriti si roci lunare. In mod ironic, rata de degradare lenta a izotopilor, cum ar fi 87Rb, utilizata pentru datarea in timp profund, face ca masurarea precisa a acelei rate de degradare sa fie atat de dificila. Astfel, s-ar putea sustine ca masurarile directe ale acestor rate de descompunere ar trebui sa fie singurele dovezi experimentale acceptabile, mai ales ca masuratorile calibrate fata de alte sisteme de radioizotop sunt deja partinite de metodologia acceptata in prezent pe care comunitatea seculara le foloseste in metodele lor de datare in roca. Intr-adevar, timpul de injumatatire in decadenta de 87Rb, 176Lu si 187Re au fost calibrate in cele din urma cu sistemul de radioizotop U-Pb, cu toate acestea, acum se cunosc variatii masurate ale raportului 238U / 235U care sunt critice pentru aceasta metoda (Brennecka si Wadhwa 2012 ; Hiess si colab., 2012).

Prin urmare, obiectivul acestei contributii este documentarea in continuare a metodologiei din spatele si istoricul determinarii constantelor actuale de descompunere si a timpului de injumatatire a radioizotopilor parinti folositi ca baza pentru metodele de intalnire de varsta lunga. Este necesar sa exploram cat de exacte sunt aceste determinari, daca exista intr-adevar consensul asupra valorilor standard pentru timpul de injumatatire si constantele de degradare si cat de independente si obiective sunt valorile standard una dintre alta intre diferitele metode. Desigur, este de asteptat ca fiecare izotop radioactiv de lunga durata sa prezinte variatii si incertitudini similare in masuratorile de injumatatire, deoarece acestea sunt dificile de facut. In orice caz, chiar si mici variatii si incertitudini in valorile timpului de injumatatire au ca rezultat variatii mari si incertitudini in varstele calculate pentru roci si ramane intrebarea daca valorile timpului de injumatatire pentru fiecare radioizotop parinte de lunga durata sunt determinate in mod independent. Continuam aici cu samarium-147 (147Sm), care este baza metodei de intalnire Sm-Nd.

Samarium si Samarium-147 Decay

Samariul (Sm) si neodimul (Nd) sunt ambele elemente de pamanturi rare (REE) cu numere atomice ( Z ) de 62, respectiv 60. Elementele de pamanturi rare formeaza, in general, ioni cu o sarcina de 3+ ale carei raze scad odata cu cresterea numarului atomic de la 1,15 A in lantan (La), numar atomic 57, pana la 0,93 A in lutetiu (Lu), numar atomic 71 (Faure si Mensing 2005 ). REE-urile apar in concentratii mari in mai multe minerale importante din punct de vedere economic, cum ar fi bastnaesit (CeFCO3), monazit (CePO4) si cerita [(Ca, Mg) 2 (Ce) 8 (SiO4) 7 ･ 3H2O]. Mai mult, ele apar ca oligoelemente in minerale comune formatoare de roci (silicati, fosfati si carbonati) in care inlocuiesc ionii elementelor majore. De asemenea, pot rezida in includerea anumitor minerale accesorii in silicatii comuni care formeaza roca.

Mineralele exercita un grad considerabil de selectivitate in admiterea REE in structurile lor cristaline (Faure si Mensing 2005). Feldspatul, biotitul si apatitul tind sa concentreze REE-urile usoare (grupa Ce), in timp ce piroxenele, amfibolele si granatul concentreaza REE-urile grele (grupa Gd). Selectivitatea mineralelor care formeaza roca pentru REE usoare sau grele afecteaza in mod evident concentratiile REE ale rocilor in care apar aceste minerale. Sm si Nd apartin ambelor REE usoare, deci tind sa se concentreze in feldspat, biotit si apatit. Astfel, concentratiile de Sm si Nd in rocile ignee plutonice si vulcanice calc-alcaline variaza de la <1 ppm in rocile ultramafic la aproximativ 8 ppm Sm si 45 ppm Nd in granit. Rocile ignoase bogate in alcali au concentratii Sm si Nd in mod constant mai mari decat suita calc-alcalina,

Sm si Nd prezinta un comportament geochimic neobisnuit, care rezulta din ceea ce este cunoscut sub numele de „contractia lantanidelor” (Faure si Mensing 2005). Aceasta contractie rezulta din modul in care electronii isi umplu orbitalele f shell. In consecinta, raza ionica a lui Sm ( Z = 62) este mai mica decat cea a lui Nd ( Z= 60). Chiar daca diferenta in raze este mica (Nd3 + = 1,08 A; Sm3 + = 1,04 A), Nd este concentrat preferential in faza lichida in timpul topirii partiale a mineralelor silicate, in timp ce Sm ramane in solidele reziduale. Din acest motiv, magmele bazaltice au raporturi Sm / Nd mai mici decat rocile sursa din care s-au format. Astfel aceasta impartire preferentiala a Nd in faza de topire a facut ca rocile crustei continentale sa fie imbogatite in Nd in raport cu Sm in comparatie cu rocile reziduale din manta litosferica.

Chiar daca concentratiile de Sm si Nd ating valori ridicate in mineralele fosfat accesorii, cum ar fi apatitul si monazitul si in carbonatite, aceste minerale si carbonatite sunt inca mai imbogatite in Nd decat in ​​Sm si, prin urmare, raporturile Sm / Nd ale acestora sunt sub 0,32. Printre mineralele silicate formatoare de roca, granatul este singurul cu un raport Sm / Nd ridicat (0,54), chiar daca concentratiile sale de Sm si Nd sunt ambele scazute (1–2 ppm). Mai multe alte minerale silicate formatoare de roci, cum ar fi feldspatul K, biotitul, amfibolul si clinopiroxenul, au concentratii Sm si Nd mai mari decat granatul, dar raporturile Sm / Nd ale acestora sunt mai mici de 0,32 in majoritatea cazurilor.

Sm si Nd au fiecare sapte izotopi care apar in mod natural. Dintre acesti 147Sm, 148Sm si 149Sm, toate sunt radioactive, dar ultimele doua au perioade de injumatatire atat de lungi (aproximativ 1016 ani) incat nu sunt capabile sa produca variatii masurabile in izotopii fiici 144Nd si 145Nd, chiar si peste presupuse intervale cosmologice conventionale. (1010 ani) (Dickin 2005). Cu toate acestea, 147Sm are doar o abundenta de 15,0% in Sm natural (Lide si Frederikse 1995). Desi timpul de injumatatire plasmatica de 147Sm este, de asemenea, foarte lung (in prezent este determinat ca fiind 106 miliarde de ani), acesta se micsoreaza prin emisia de particule α la 143 Nd, un izotop stabil al Nd. Schema de descompunere relevanta este adesea descrisa ca:

147Sm → 143Nd + 4He + E

unde 4He este o particula α si E este energia totala de descompunere. Energia particulelor α emise de 147Sm este de 2,23 MeV. Aceasta schema de degradare s-a dovedit utila uniformitarilor pentru datarea aparenta a rocilor terestre, a meteoritilor pietrosi (atat condrisi si achondriti), cat si a rocilor lunare.

Exista doi parametri prin care se masoara si se exprima rata de descompunere, si anume constanta de decadere (λ) si timpul de injumatatire (t½). Constanta de descompunere poate fi definita drept probabilitatea pe unitatea de timp a unui anumit nucleu in descompunere, desi probabilitatile strict vorbind nu au unitati asociate cu ele, iar constanta de descompunere este derivata dintr-o relatie functionala definitiva. In schimb, timpul de injumatatire este timpul necesar pentru ca jumatatea dintr-un numar dat de atomii radionuclidului parinte sa se descompuna. Cele doua cantitati pot fi utilizate aproape interschimbabil, deoarece sunt legate de ecuatie: –

t½ = ln 2 / λ = 0,693 / λ

Rata de descompunere de 147Sm nu a fost atat de dificil de determinat odata ce instrumentatia necesara a fost dezvoltata pentru a numara cu exactitate particulele α emise. Cu toate acestea, metoda de intalnire Sm-Nd a avut problemele sale.

Contractia lantanidelor face ca distributia lui Sm si Nd sa fie opusa celei a lui Rb si Sr (Faure si Mensing 2005). Si pentru ca Sm si Nd au proprietati chimice foarte similare (spre deosebire de Rb si Sr), intervale mari de raporturi Sm / Nd in sistemele cu roca intreaga sunt rare, si in special raporturile Sm / Nd scazute in apropierea axei y verticale pe o datare iocronica grafic sunt foarte rare. Prin urmare, din cauza dificultatii de a obtine o gama larga de raporturi Sm / Nd de la un singur corp de roca si, din cauza cerintelor tehnice mai mari ale analizei izotopilor Nd, metoda de datare a iscronului Sm-Nd a fost aplicata in general numai unitatilor de roci de datare pentru care datarea isob Rb-Sr s-a dovedit nesatisfacatoare. Multe dintre aceste aplicatii au fost facute si inainte ca metoda de intalnire cu zircon U-Pb sa fi atins nivelul actual de dezvoltare. Prin urmare, unele dintre aceste unitati de roca au fost datate ulterior cu o mai mare precizie si precizie aparenta prin metoda U-Pb. Cu toate acestea, metoda Sm-Nd a continuat sa fie utilizata pana in prezent cu roci si meteoriti si astfel determinarea timpului de injumatatire de 147Sm utilizat de metoda necesita examinare.

Metode de determinare

Incercarile de masurare a α-radioactivitatii lui Sm dateaza de la inceputul anilor ’30. Numele celebre, precum Hevesy si Pahl, Curie si Joliot, Libby si multe altele, sunt printre cercetatorii care au studiat acest fenomen prin diverse tehnici (Begemann si colab., 2001). In acel moment, inainte de 147 SM a fost identificat in cele din urma ca izotopul responsabil pentru α-radioactivitatea lui Sm (Weaver 1950), timpul de injumatatire a fost calculat in functie de elementul total al Sm, cu rezultate cuprinse intre 0,63 si 1,4 × 1012 ani (adica 630 – 1400 Byr). Chiar si in 1949, cand 148Sm (Wilkins si Dempster 1938) si 152Sm (Dempster 1948) au fost raportate in mod eronat ca fiind responsabil pentru activitatea α a samariului, Picciotto si-a publicat rezultatul in termeni de total Sm de 6,7 ± 0,4 × 1011 ani. (670 Byr), aceasta eroare statistica citata insumand aproximativ 300 de decaderi observate de 147Sm. Aproape toate incercarile de a masura α-radioactivitatea de 147Sm au fost prin numararea directa a particulelor α, desi au fost folosite doua comparatii geologice ale varstelor radioizotopilor ale meteoritilor individuali pentru a confirma masurarile directe ale numarului de injumatatire de 147Sm.

Numarare directa

Initial, masurarile directe s-au facut prin numararea particulelor α inregistrate pe o emulsie fotografica. De exemplu, Picciotto (1949) a folosit solutii de sulfat de samariu pentru a depune straturi de greutati calculate de samariu pe emulsii fotografice care au fost apoi lasate expuse la activitatea α de samariu timp de patru pana la mai mult de 19 zile. La sfarsitul fiecarui interval de timp de expunere, s-au numarat urmele lasate de particulele α pe emulsii atunci cand au fost dezvoltate. Numarul calculat de particule α pe secunda per gram de Sm a fost mediu pentru a obtine o rata de descompunere in termeni de Sm total (toti izotopii) de 6,7 ± 0,4 × 1011 ani (670 Byr). Chiar daca Beard si Wiedenbeck (1954) au obtinut o valoare de injumatatire de 147Sm folosind o camera de ionizare (contorul Geiger), si-au coroborat rezultatul verificand spectrul de energie al sursei lor de samariu, expunandu-l timp de trei saptamani la o placa nucleara, care a inregistrat urmele lasate de particulele α. Lungimea medie a pistei in comparatie favorabila cu experimentele anterioare de emulsie, iar distributia de energie a confirmat ca piesele au fost produse de particule α emise de 147Sm.

O utilizare mai recenta a metodei de emulsie de catre Martins, Terranova si Moreira Correa (1992) a implicat raspandirea unei solutii calibrate de azotat de samariu pe o placa de sticla care a fost apoi incalzita pentru a lasa o pelicula stabila de oxid de samariu a carei grosime uniforma a fost masurata. Aceasta metoda a permis controlul precis, in limitele erorii volumetrice, a cantitatii de samariu depusa pe placa de sticla. Aceasta placa de sticla a fost apoi pusa in contact cu o placa de emulsie din plastic pentru inregistrarea emisiilor spontane de 147Sm de particule. Dupa expunere timp de 30 de zile, depozitat intr-un laborator subteran pentru a-l proteja de radiatiile cosmice, emulsia a fost prelucrata pentru a eticheta urmele lasate de particulele α, care au fost apoi numarate. Pelicula de oxid de samariu a fost, de asemenea, verificata prin spectrometrie y pentru a exclude orice contributie la pistele numarate din prezenta posibila a oricarui atom de U sau Th. S-a calculat apoi o masurare a timpului de injumatatire de 147Sm din numarul de piste de particule α produse din cantitatea cunoscuta de samariu in perioada de expunere de 30 de zile. Desi nu au avut in vedere posibilele pierderi de energie ale particulelor α in samariu sau placile din sticla si plastic, aceasta posibilitate a fost considerata neglijabila.

Cu toate acestea, de la mijlocul anilor ’50, o varietate de instrumente au fost folosite in principal pentru numararea directa a particulelor α 147Sm. In aceste instrumente, activitatea alfa (α) de 147Sm intr-un material sursa este contorizata pe o perioada de timp desemnata si divizata la numarul total de atomi radioactivi 147Sm in cantitatea cunoscuta de Sm, pe baza numarului Avogadro si a abundentei izotopice de 147Sm. Doua tipuri de astfel de instrumente au fost folosite pentru a numara particulele α emise din diferite surse 147Sm – spectrometre de scintilatie lichida (Beard si Kelly 1958; Donhoffer 1964; Kinoshita, Yokoyama si Nakanashi 2003; Kossert et al. 2009; Wright, Steinberg, si Glendenin 1961) si camere de ionizare sau ghisee Geiger (Beard si Wiedenbeck 1954; Gupta si MacFarlane 1970; Karras si Nurmia 1960; Kinoshita, Yokoyama si Nakanashi 2003; MacFarlane si Kohman 1961). S-au folosit si o varietate de surse 147Sm, si anume, octoat de samariu (Wright, Steinberg si Glendenin 1961), oxid de samariu (Beard si Wiedenbeck 1954; Kinoshita, Yokoyama si Nakanashi 2003; Kossert et al. 2009; MacFarlane si Kohman 1961 ; Su et al. 2010) si samarium metal (Gupta si MacFarlane1970; Su et al. 2010).

In cea mai recenta determinare a timpului de injumatatire, Su et al. (2010) au depus metal si oxid imbogatit 147 Sm pe substraturile de sticla cuart pur, prin evaporare in vid si, respectiv, prin sputtering si apoi au verificat uniformitatea grosimilor acestor probe, expunandu-le la placi de emulsie din plastic in contact direct cu ele. Cu toate acestea, in utilizarea acestei metode este dificil sa compensezi pierderea de energie α datorita absorbtiei. Dupa 100 de ore de expunere, placile de emulsie au fost gravate chimic si urmele de particule α au fost observate si numarate. Aceasta nu pare a fi o modalitate buna de a stabili uniformitatea grosimii, in timp ce α-calibrarea ar fi o metoda mai buna. Cu toate acestea, activitatile α ale celor doua probe au fost apoi masurate de detectoare de bariera de suprafata de siliciu plasate in camere de vid pentru o perioada de 200 de ore (8 zile 8 ore).

Un contor sau un spectrometru de scintilatie lichida detecteaza si masoara radiatiile ionizante prin utilizarea efectului de excitatie a particulelor α incidente pe un material de scintilator si detectarea impulsurilor de lumina rezultate. Este format dintr-un scintilator care genereaza fotoni de lumina ca raspuns la particulele α incidente, un tub fotomultiplicator sensibil care transforma lumina intr-un semnal electric si electronica pentru a procesa acest semnal.

Numararea scintilatiei lichide masoara activitatea α a unui esantion, preparat prin amestecarea materialului activ α cu un scintilator lichid si contorizand emisiile de fotoni rezultate. Aceasta permite o numarare mai eficienta datorita contactului intim al activitatii α cu scintilatorul. Probele sunt dizolvate sau suspendate intr-un „cocktail” care contine un solvent, de obicei o forma de agent tensioactiv, si cantitati mici de alti aditivi cunoscuti ca „fluori” sau scintilatori.

Proba radioactiva este apoi plasata intr-un flacon care contine o cantitate pre-masurata de cocktail de scintillator si acest flacon plus flacoane care contin cantitati cunoscute de 147Sm sunt incarcate in contorul de scintilatie lichida. Multe contoare au doua tuburi fotomultiplicatoare conectate intr-un circuit de coincidenta. Circuitul de coincidenta asigura faptul ca impulsurile de lumina veritabile, care ajung la ambele tuburi fotomultiplicatoare, sunt luate in considerare, in timp ce impulsurile spuroase (datorita zgomotului de linie, de exemplu), care ar afecta doar unul dintre tuburi, sunt ignorate.

Cand o particula incarcata loveste scintilatorul, atomii sai sunt excitati si fotonii sunt emiti. Acestea sunt directionate catre fotocathodeul tubului fotomultiplicator, care emite electroni prin efectul fotoelectric. Acesti electroni sunt accelerati electrostatic si focalizati de un potential electric astfel incat sa loveasca primul dinod al tubului. Impactul unui singur electron asupra dinodului elibereaza un numar de electroni secundari care, la randul lor, sunt accelerati pentru a atinge al doilea dinod. Fiecare impact ulterior al dynodei elibereaza mai multi electroni si, astfel, exista un efect de amplificare curent la fiecare stadiu al dinodului. Fiecare etapa are un potential mai mare decat etapa anterioara pentru a oferi campul accelerat. Semnalul de iesire rezultat la anod are forma unui puls masurabil pentru fiecare foton detectat la fotocathode, si este trecut la electronica de procesare. Impulsul poarta informatii despre energia radiatiei α incidente originale pe scintilator. Astfel, atat intensitatea cat si energia particulelor α pot fi masurate.

Spectrometrul de scintilatie consta dintr-un cristal de scintilator adecvat, un tub fotomultiplicator si un circuit pentru masurarea inaltimii impulsurilor produse de fotomultiplicator. Impulsurile sunt contorizate si sortate in functie de inaltimea lor, producand o diagrama x-y de luminozitate flash scintillator fata de numarul de flash-uri, ceea ce aproximeaza spectrul de energie al radiatiei α incidente.

Camera de ionizare este cea mai simpla dintre toate detectoarele de radiatii pline de gaze si este utilizata pe scara larga pentru detectarea si masurarea anumitor tipuri de radiatii ionizante, inclusiv particule α (fig. 1). In mod conventional, termenul „camera de ionizare” este utilizat exclusiv pentru a descrie acei detectori care colecteaza toate sarcinile create prin ionizarea directa in gaz, prin aplicarea unui camp electric. Utilizeaza numai sarcinile discrete create de fiecare interactiune intre radiatia incidenta si gaz si nu implica mecanismele de inmultire a gazelor utilizate de alte instrumente de radiatii, cum ar fi contorul Geiger-Muller sau contorul proportional.

O camera de ionizare masoara curentul din numarul de perechi de ioni create intr-un gaz cauzat de radiatia α incidenta. Este format dintr-o camera umpluta cu gaz cu doi electrozi, cunoscuti sub denumirea de anod si catod (fig. 1). Electrozii pot fi sub forma de placi paralele sau un aranjament cilindric cu un fir de anod intern localizat coaxial. Intre electrozi se aplica o tensiune pentru a crea un camp electric in gazul de umplere. Cand gazul dintre electrozi este ionizat prin radiatii α ionizante incidente (sau radiatii β- sau γ), se creeaza perechi de ioni si ionii pozitivi rezultati si electronii disociati se deplaseaza catre electrozii cu polaritatea opusa sub influenta electricitatii camp. Aceasta genereaza un curent de ionizare care este masurat de un electrometru. Electrometrul trebuie sa poata masura curentul de iesire foarte mic, care se afla in regiunea femtoamperelor (10-15 amperi) pana la picoampere (10-12 amperi), in functie de proiectarea camerei, doza de radiatie α si tensiunea aplicata. Caracteristica unica a camerelor de ionizare este ca rezistenta campului electric este suficient de scazuta incat sa nu se produca inmultirea perechilor de ioni. Prin urmare, curentul generat la o tensiune data depinde de tipul si energia radiatiei incidente, dar este independent fata de o serie de tensiuni aplicate, aproximativ 100 – 300 de volti.

Fiecare pereche de ioni creeaza depozite sau indeparteaza o mica sarcina electrica catre sau dintr-un electrod, astfel incat incarcarea acumulata este proportionala cu numarul de perechi de ioni create si, prin urmare, cu doza de radiatie α. Aceasta generare continua de incarcare produce un curent de ionizare, care este o masura a dozei totale de ionizare care intra in camera. Campul electric permite, de asemenea, dispozitivului sa functioneze continuu prin micsorarea electronilor, ceea ce impiedica saturarea gazului de umplere, unde nu se mai pot colecta ioni si impiedicand recombinarea perechilor de ioni, ceea ce ar diminua curentul ionic. Acest mod de functionare este denumit modul „curent”, ceea ce inseamna ca semnalul de iesire este un curent continuu, si nu o iesire de puls, ca in cazul tubului Geiger-Muller sau a contorului proportional. In regiunea de functionare a camerei de ionizare, colectarea perechilor de ioni este constant constanta pe o gama de tensiune aplicata, deoarece datorita rezistentei sale relativ reduse a campului, camera de ioni nu are niciun efect de multiplicare. Acest lucru se deosebeste de tubul Geiger-Muller sau contorul proportional prin care electronii secundari si, in cele din urma, avalanse multiple, amplifica foarte mult sarcina initiala a curentului ionic. In contorul proportional campul electric produce avalanse discrete si controlate, astfel incat energia si tipul de radiatii pot fi determinate la o forta de camp aplicata. Acest lucru se deosebeste de tubul Geiger-Muller sau contorul proportional prin care electronii secundari si, in cele din urma, mai multe avalanse, amplifica foarte mult sarcina initiala a curentului ionic. In contorul proportional campul electric produce avalanse discrete si controlate, astfel incat energia si tipul de radiatii pot fi determinate la o forta de camp aplicata. Acest lucru se deosebeste de tubul Geiger-Muller sau contorul proportional prin care electronii secundari si, in cele din urma, mai multe avalanse, amplifica foarte mult sarcina initiala a curentului ionic. In contorul proportional campul electric produce avalanse discrete si controlate, astfel incat energia si tipul de radiatii pot fi determinate la o forta de camp aplicata.

Contorul Geiger – Muller, numit si contor Geiger, este de asemenea utilizat pentru masurarea radiatiilor ionizante. Acesta detecteaza radiatii precum particulele α, folosind ionizarea produsa intr-un tub Geiger – Muller. Electronica de procesare afiseaza rezultatul. Tubul Geiger-Muller este umplut cu un gaz inert, cum ar fi heliu, neon sau argon la presiune joasa, la care se aplica o tensiune ridicata. Tubul conduce pe scurt o sarcina electrica atunci cand o particula sau foton de radiatie α incidenta face ca gazul sa fie conductor prin ionizare. Ionizarea este amplificata considerabil in interiorul tubului printr-un efect de avalansa pentru a produce un impuls de detectie usor masurat, care este alimentat cu electronica de procesare si afisare. Electronica genereaza, de asemenea, tensiunea inalta, de obicei 1000 – 1400 volti, care trebuie aplicata pe tubul Geiger-Muller pentru a permite functionarea acestuia. Tensiunea trebuie sa fie suficient de mare pentru a produce efecte de avalansa pentru toate radiatiile incidente. Astfel, un tub Geiger-Muller nu are capacitatea de a discrimina intre radiatiile incidente; toata radiatia produce acelasi curent.

Exista doua limitari principale ale contorului Geiger. Deoarece impulsul de iesire dintr-un tub Geiger-Muller este intotdeauna aceeasi magnitudine indiferent de energia radiatiei α incidente, tubul nu poate diferentia intre tipurile de radiatii. O alta limitare este incapacitatea de a masura intensitati ridicate de radiatii α datorita „timpului mort” al tubului. Aceasta este o perioada insensibila dupa fiecare ionizare a gazului in timpul careia orice incident suplimentar de radiatie α nu va duce la o numarare, iar rata indicata este, asadar, mai mica decat reala. In mod obisnuit, timpul mort va reduce ratele de numarare indicate de peste 104 pana la 105 numarate pe secunda, in functie de caracteristica tubului utilizat. In timp ce unele contoare au circuite care pot compensa acest lucru,

Eficientele de contorizare a contoarelor de scintilatie lichida in conditii ideale variaza de la aproximativ 30% pentru tritiu (un emitator β cu energie scazuta), pana la aproape 100% pentru fosfor-32 (32P), un emitator de β cu energie mare. Astfel, numararea eficientelor pentru particulele α se incadreaza in acest interval, care este <100%. Unii compusi chimici (in special compusi de clor) si probe foarte colorate pot interfera cu procesul de numarare. Aceasta interferenta, cunoscuta sub numele de stingere, poate fi depasita prin corectarea datelor sau printr-o pregatire atenta a probei. In contoarele de ionizare, eficienta de numarare este raportul dintre numarul de particule α sau fotoni numarati si numarul de particule α sau fotoni de acelasi tip si energie emisa de sursa de radiatie α. Eficientele de numarare variaza pentru diferiti izotopi si compozitii de proba si pentru diferite contoare de scintilatie. Eficienta de numarare slaba poate fi cauzata de o rata de conversie extrem de scazuta a energiei in lumina (eficienta scintilarii), ceea ce, chiar si optim, va fi o valoare mica. S-a calculat ca doar aproximativ 4% din energia produsa de un eveniment cu emisie β este transformata in lumina chiar si prin cele mai eficiente cocktail-uri de scintilatie. Contoarele proportionale si tuburile Geiger-Muller cu fereastra finala au o eficienta foarte ridicata pentru toate particulele ionizante care ajung la gazul de umplere. Aproape fiecare eveniment ionizant initial in gaz va avea ca rezultat avalanse si, prin urmare, un semnal de iesire. Totusi, eficienta generala a detectorului este in mare masura afectata de atenuarea din cauza corpului ferestrei sau tubului prin care trebuie sa treaca particulele. De asemenea, sunt extrem de sensibili la diferite tipuri de radiatii de fond din cauza lipsei lor de discriminare.

Judecat pe baza faptului ca multe dintre aceste experimente de numarare directa, in special cele anterioare, au dat rezultate care nu sunt compatibile intre ele in incertitudinile declarate (a se vedea mai jos), se pare ca nu toate incertitudinile de masurare sunt contabilizate si prin urmare, incertitudinile declarate sunt probabil nerealiste mici si, de obicei, sunt subestimate. Begemann si colab. (2001) sustin ca multe dintre aceste experimente sunt probabil afectate de erori sistematice nerecunoscute. Deoarece natura acestor erori este obscura, nu este simplu sa decidem care dintre rezultatele, adesea excluzive reciproc, ale unor astfel de experimente de numarare directa sunt cele mai apropiate de adevarata valoare, desi majoritatea experimentelor de dupa inceputul anilor 1960 par sa converga o valoare comuna (vezi mai jos). In plus, prezenta unor prejudecati sistematice necunoscute face ca orice medie sa fie periculoasa. Este posibil ca rezultatele fiabile ale lucratorilor atenti, care prezinta incertitudini realiste, sa nu li se dea ponderile pe care le merita – asta in afara de intrebarea daca are sens pentru numere medii care, de departe, nu sunt de acord cu totii in incertitudinile declarate.

Comparatii geologice ale metodelor

O a doua abordare folosita de oamenii de stiinta seculari pentru a determina timpul de injumatatire a decadentei de 147 Sm a fost pana in prezent esantioane geologice ale caror varste au fost masurate si prin alte metode cu constante de descompunere probabil mai fiabile (Dickin 2005; Faure si Mensing 2005). Acest lucru implica in esenta un rationament circular, deoarece se presupun ca celelalte metode de datare radioizotop, in principal metoda U-Pb, ofera datele de incredere in care timpul de injumatatire de 147Sm poate fi calibrat pentru a pune in acord varsta radioizotopului Sm-Nd. Trebuie mentionat, insa, ca acest lucru este greu obiectiv, deoarece toate varstele radioizotopului rocilor ar putea fi gresite din cauza presupunerilor subiacente neprovizabile si suspecte pe care se bazeaza toate metodele de datare radioizotop. Cu toate acestea,

Aceasta metoda are dezavantajul ca implica incertitudini geologice, cum ar fi daca toate sistemele izotopice s-au inchis in acelasi timp si au ramas inchise. Cu toate acestea, se afirma ca ofera inca o verificare utila a determinarilor de laborator prin numararea fizica directa. Cu toate acestea, aceasta abordare presupune datarea multi-cronometrica a mineralelor si componentelor la meteoritele individuale si calibrarea incrucisata a diferitelor sisteme de varsta radioizotopice prin ajustarea constantei de degradare a sistemului Sm-Nd, astfel incat sa forteze acordul cu varsta obtinuta printr-un alt sistem de datare, de obicei U-Pb (Begemann si colab., 2001). In esenta, deoarece timpul de injumatatire plasmatica a 238U se pretinde a fi cel mai exact cunoscut dintre toate radionuclidele relevante, acest lucru se ridica de obicei la exprimarea varstelor in unitati ale timpului de injumatatire de 238U.

Rezultatele determinarilor de descompunere Samarium-147

In ultimii 80 de ani, s-au facut numeroase determinari ale constantei de degradare a 147Sm si a perioadei de injumatatire prin aceste metode. Rezultatele sunt enumerate cu detalii in tabelul 1. Anul determinarii fata de valoarea timpului de injumatatire plasmatica este reprezentat in Fig. 2. In fiecare caz, punctele de date reprezentate au fost codate color pentru a diferentia valorile asa cum s-au determinat prin cele doua abordari utilizate – numarare directa si comparatii geologice cu alte metode de datare radioizotop.

Discutie

Rezultatele obtinute dupa 1954, si in special in anii ’60 si deceniul urmator, au inceput sa converga spre o valoare comuna a timpului de injumatatire de 147Sm (vezi tabelul 1 si fig. 2). La inceputul anilor ’70, cand Lugmair si colegii sai au inceput sa dezvolte descompunerea intre 147MM si 143Nd ca instrument de intalnire (Lugmair 1974), au folosit doar o medie ponderata din ultimele patru masuratori de injumatatire la acea vreme, cele ale lui Wright, Steinberg, si Glendenin (1961), Donhoffer (1964), Valli si colab. (1965), si Gupta si MacFarlane (1970) (Lugmair si Marti 1978). Acestea variaza de la 1,04 la 1,08 × 1011 ani (104 la 108 Byr) cu o medie ponderata de 1,060 ± 0,008 × 1011 ani (106 ± 0,8 Byr) (1σ incertitudine). Este demn de remarcat faptul ca eroarea statistica a acestei medii ponderate determina faptul ca mai mult de 10.000 α-decaderi de 147Sm au avut loc pentru a produce acest rezultat. Cu toate acestea, trebuie mentionat ca trei dintre aceste masuratori au fost facute folosind contoare de scintilatie lichida si una folosind o camera de ionizare (vezi tabelul 1), toate avand eficiente de numarare diferite, asa cum sa discutat deja. Cu toate acestea, acea valoare de injumatatire de 147Sm a fost adoptata de toti geocronologii si cosmocronologii de atunci (sfarsitul anilor ’70).

Au mai existat inca cinci masuratori moderne ale timpului de injumatatire plasmatica de 147 de metri din anii ’70 (tabelul 1). Primul de Al-Bataina si Janecke (1987), cu o valoare de 1,05 ± 0,04 × 1011 ani (105 ± 4 Byr) este foarte bine in concordanta cu rezultatele anterioare de numarare directa a lui Donhoffer (1964), Gupta si MacFarlane (1970), Valli si colab. (1965), si Wright, Steinberg si Glendenin (1961), precum si cu comparatiile geologice cu epocile Pb-Pb ale meteoritelor de Lugmair (1974), Lugmair, Scheinin si Marti (1975), si Lugmair si Marti ( 1977) (tabelul 1). De asemenea, acesta este de acord strans cu determinarile ulterioare de catre Kossert et al. (2009) si Su si colab. (2010) (tabelul 1). Cu toate acestea, determinarea de catre Martins, Terranova si Moreira Correa (1992) de 1,23 ± 0,04 × 1011 ani (123 ± 4 Byr) este substantial mai mare decat determinarea de Al-Bataina si Janecke (1987) de 1. 05 ± 0,04 × 1011 ani (105 ± 4 Byr), la fel si determinarea Kinoshita, Yokoyama si Nakanashi (2003) de 1,17 ± 0,02 × 1011 ani (117 ± 2 Byr) (tabelul 1).

filme porno cu femei paroase http://www.realestatehomes.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=adult66.net/
porno cu moldovence http://monkeybreadsoftware.sarahreynolds.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=adult66.net/
porno big cock http://www.ameri-co.us/__media__/js/netsoltrademark.php?d=adult66.net/
filme porno la scoala http://www.mrsfieldscookies.net/__media__/js/netsoltrademark.php?d=adult66.net/filme-porno/amatori
fipme porno http://www.trabandlaw.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=adult66.net/filme-porno/anal&pc=conduit&form=CONADR&c=
filme porno cu tripla penetrare http://www.scalventures.net/__media__/js/netsoltrademark.php?d=adult66.net/filme-porno/asiatice
porno .com http://dr1.tapemachine.net/__media__/js/netsoltrademark.php?d=adult66.net/filme-porno/beeg
porno cu tate mari http://ld.kartcrazy.net/__media__/js/netsoltrademark.php?d=adult66.net/filme-porno/blonde
porno gratis mom http://www.socialscienceresearch.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=adult66.net/filme-porno/brazzers
porno aloha http://www.darienbk-trust.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=adult66.net/filme-porno/brunete
porno romanesc gratis http://kohlsregistry.biz/__media__/js/netsoltrademark.php?d=adult66.net/filme-porno/chaturbate
filme porno xxxl gratis http://www.worldrealestateexchange.org/__media__/js/netsoltrademark.php?d=adult66.net/gagica-flexibila-se-fute-pe-rupte-cu-gagica-su-pe-canapea
porno cu masturbare http://www.brendasbread.org/__media__/js/netsoltrademark.php?d=adult66.net/desene-animate-porno-cu-doi-tineri-care-se-fut-dupa-cursuri
porno xxx 4k http://adimgmt.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=adult66.net/bruneta-sexy-ia-limbi-in-pizda-de-la-un-negru-apoi-e-fututa-tare
porno cu calugarite http://www.mosaicfn.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=adult66.net/tanara-minora-fututa-de-cumnat-de-fata-cu-sora-ei
porno dady http://www.norsarinnovation.biz/__media__/js/netsoltrademark.php?d=adult66.net/doua-papusi-lesbiene-se-mangaie-senzuale-si-au-orgasm-dupa-ce-se-masturbeaza
filme porno in bucatarie http://www.rcwt.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=adult66.net/cuplu-de-amatori-fac-sex-oral-si-anal-in-dormitorul-lor
cunilingus xxx porno http://www.tmgrealestate.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=adult66.net/tanara-cu-sani-mari-e-fututa-de-unu-care-se-termina-in-fundul-ei
porno hustler http://lifer.demographicsnowmexico.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=adult66.net/filmulet-xxx-cu-o-minora-fututa-tare-in-camera-de-hotel-si-filmata
filme porno reale http://backyardminigolf.perwimmer.biz/__media__/js/netsoltrademark.php?d=adult66.net/matura-sexy-e-fututa-bine-de-tot-de-prietenul-fiului-ei

Aceste rezultate variante pot fi observate cu usurinta in Fig. 2.

Begemann si colab. (2001) a afirmat ca, deoarece exista un acord bun de varsta obtinut folosind valoarea de injumatatire de 147Sm in general acceptata de 1,06 ± 0,01 × 1011 ani (106 ± 1 Byr) cu varstele obtinute de sistemele U-Pb (Pb-Pb) ( de exemplu, Lugmair 1974; Lugmair si Marti 1977; Lugmair, Scheinin si Marti 1975) si pentru ca timpul de injumatatire de la 238U si 235U sunt mai cunoscute, determinarea de catre Martins, Terranova si Moreira Correa (1992) de 1,23 ± 0,04 × 1011 ani (123 ± 4 ani) ar trebui privite cu prudenta si, intr-adevar, rezultatul discrepant este cel mai probabil un artefact. Begemann si colab. (2001) au observat ca Martins, Terranova si Moreira Correa (1992) au raportat in procedura lor experimentala numarul de α-decaderi a fost inregistrat pe o „pelicula subtire de oxid de samariu natural Sm2O3 cu o grosime totala uniforma de (0,207 ± 0,005) mg. / cm2. ”Cu toate acestea, in calculul lor ulterior al constantei de descompunere, Martins, Terranova si Moreira Correa (1992) au folosit aparent aceeasi grosime ca pentru elementul pur de samariu in loc sa corecteze oxigenul. Daca aceasta a fost o greseala, asa cum Begemann si colab. (2001) a pretins, atunci valoarea de injumatatire plasmatica publicata ar fi trebuit inmultita cu raportul ponderal Sm2 / Sm2O3 = 0,8624, cu conditia ca Sm2O3 utilizat sa fie cu adevarat stoechiometric. Aceasta ar fi obtinut o valoare de injumatatire de 147 Sm de 1,06 × 1011 ani (106 Byr), care este in acord foarte bun cu precedentele cinci masuratori de numarare directa (tabelul 1). Begemann si colab. (2001) a raportat ca, in conformitate cu o comunicare privata cu unul dintre autorii lucrarii Martins, Terranova si Moreira Correa (1992), este foarte probabil ca aceasta explicatie sa fie corecta, desi nu este posibil sa dati un raspuns definitiv. Din acest motiv si din alte motive, Begemann si colab. (2001) au declarat ca nu impartasesc opinia autorilor ca rezultatul lor „poate fi considerat cel mai precis masurator al timpului de injumatatire plasat pana in prezent” (adica pana in 1992). Cu toate acestea, Su et al. (2010) au efectuat determinari paralele folosind Sm metal si Sm2O3 (asa cum este descris mai sus) si au obtinut rezultate similare de 1,06 ± 0,01 × 1011 ani (106 ± 1 Byr) si respectiv 1,07 ± 0,01 × 1011 ani (107 ± 1 Byr) (tabelul 1 ).

Ce se poate spune atunci despre determinarea Kinoshita, Yokoyama si Nakanashi (2003) de 1,17 ± 0,02 × 1011 ani (117 ± 2 Byr) (tabelul 1)? De fapt, se poate sustine ca abordarea lor experimentala atenta folosind masuratori repetate multiple cu surse multiple de 147Sm folosind atat un spectrometru alfa cat si un spectrometru de scintilatie lichida pentru a masura numarul de particule α emise pe unitatea de timp, plus analiza detaliata a eficientelor de numarare din tehnicile instrumentale pe care le-au folosit, face ca determinarile lor de injumatatire de 147Sm sa fie mai solide decat orice alte determinari. Kossert si colab. (2009) au pus sub semnul intrebarii ca Kinoshita, Yokoyama si Nakanashi (2003) au determinat valoarea de injumatatire de 147Sm pentru ca nu era de acord cu multe alte valori determinate. De asemenea, au afirmat in mod incorect ca Kinoshita, Yokoyama, iar Nakanashi (2003) nu a masurat raportul izotopic atunci cand lucrarea lor raporteaza clar ca au facut-o. Acestea nu sunt motive valide pentru a renunta la valoarea lor de injumatatire de 147Sm determinata. Mai rau, in loc sa se angajeze in discutii, Su et al. (2010) au ignorat pur si simplu Kinoshita, Yokoyama si Nakanashi (2003) au determinat valoarea de injumatatire de 147Sm. Cu toate acestea, realitatea este ca Kinoshita, Yokoyama si Nakanashi (2003) au determinat 147Sm valoarea de injumatatire de 117 ± 2 Byr este in acord foarte bun cu cele patru valori de numarare directa de 114 ± 5 ​​Byr de Karras si Nurmia (1960), 117 ± 5 Byr of Karras (1960) si 115 ± 5 Byr de Gupta si MacFarlane (1970) care au folosit toate camerele de ionizare pentru determinarile lor, si de 113 Byr of Graeffe si Nurmia (1961). In orice caz, se pare ca valoarea de injumatatire acceptata de 147 Sm de 106 Byr este determinata de „votul majoritatii”, deoarece este sustinuta de cele sapte determinari directe de numarare ale Al-Bataina si Janecke (1987), Donhoffer (1964), Gupta si MacFarlane (1970) ), Kossert si colab. (2009), Su si colab. (2010), Valli si colab. (1965) si Wright, Steinberg si Glendenin (1961) (tabelul 1).

Kinoshita, Yokoyama si Nakanashi (2003) erau constienti de faptul ca valorile de injumatatire de 147 Sm raportate din 1954 pana in 1970 au aratat o anumita imprastiere intre 104 Byr si 128 Byr, asa ca s-au propus sa proiecteze procedurile lor experimentale pentru a reevalua in totalitate timpul de injumatatire de 147Sm. cu ajutorul unui spectrometru alfa dezvoltat cu surse de numarare preparate intr-o maniera diferita de cele adoptate in acele experimente de determinare anterioare. Doua tipuri de reactivi Sm2O3 disponibili in comert cu o puritate de 99,9% si doua tipuri de solutii standard Sm disponibile pentru comert pentru spectroscopie de absorbtie atomica au fost preparate ca patru solutii Sm standard (cu concentratii cunoscute in solutia μg-Sm / g). Acestea au fost etichetate drept Sm-A, Sm-B, Sm-C si Sm-D. Impuritatile radioactive si non-radioactive din aceste solutii Sm au fost masurate prin spectrometrie gamma la nivel scazut,

Kinoshita, Yokoyama si Nakanashi (2003) au utilizat solutii calibrate ale nuclidelor α-radioactive 210Po, 238U si 241Am ca standarde interne in pregatirea surselor de numarare pentru spectrometria alfa. Aliquote cunoscute din fiecare dintre cele patru solutii standard Sm au fost amestecate bine cu cantitati cunoscute ale solutiilor standard calibrate 210Po, 238U si 241Am pentru a produce zece tipuri de combinatii. Fiecare amestec a fost apoi evaporat pe ochelarii de ceas si cantitatea de Sm de pe fiecare pahar de veghe a fost ajustata la ~ 100 μg, ceea ce inseamna ca au fost aproximativ 15 μg de 147Sm pe fiecare sticla de ceas. Spectrometria alfa, folosind un detector de bariera de suprafata de siliciu cu o suprafata activa de 450 mm2, a fost efectuata timp de una pana la doua saptamani pentru fiecare dintre sursele de numarare,

Masuratorile ratelor de dezintegrare α ale cantitatilor cunoscute de 147Sm au fost, de asemenea, efectuate simultan de Kinoshita, Yokoyama si Nakanashi (2003) folosind un spectrometru de scintilatie lichida. Cu toate acestea, numai solutia standard 241Am interna a fost adaugata la fiecare dintre cele patru solutii standard Sm. Fiecare amestec a fost preparat pentru masuratori si apoi s-au adaugat 10 ml fie de cocktail de scintilatie Amersham ACS II, fie de cocktail de scintilatie p-terfenil + POPOP + toluen. In acelasi mod, a fost pregatit si un esantion vid pentru masurarea scintilatiei lichide de fond. Numararea scintilatiei lichide a fost continuata timp de cinci ore pentru fiecare dintre sursele de numarare. A fost utilizat acelasi amestec de cocktail pentru stabilirea curbei de stingere pentru determinarea eficientei de numarare.

Kinoshita, Yokoyama si Nakanashi (2003) au calculat apoi o serie de valori de injumatatire de 147 Sm bazate pe activitatea α 147Sm a fiecareia dintre sursele de numarare pregatite calibrate in functie de activitatea α a fiecarui standard intern masurat de spectrometrul alfa si acestea sunt reprezentate in Fig. 3, impreuna cu rezultatele mai multor determinari anterioare. De asemenea, au calculat o serie de valori de injumatatire de 147Sm masurate cu spectrometrul de scintilatie lichida, iar acestea sunt reprezentate in Fig. 4. Eroarea atasata pentru fiecare valoare de injumatatire plasmatica a inclus erorile sistematice nominale in calibrarea emisiilor α. standard si in masurarea abundentei izotopice de 147Sm, pe langa eroarea statistica de 1σ in α-numarare. Este destul de evident din Fig. 3 si 4 pe care valorile de injumatatire de 147Sm obtinute de Kinoshita, Yokoyama,

Kinoshita, Yokoyama si Nakanashi (2003) au fost, de asemenea, atenti sa discute sursele de eroare si potentialele efecte adverse asupra determinarii lor de injumatatire de 147Mm. Ei au recunoscut ca, in spectrometria alfa pentru o sursa de numarare depusa, autoabsorbtia particulelor α din sursa este o problema grava. Cu toate acestea, pierderea de energie si absorbtia particulelor α in stratul de fereastra al detectorului de bariera de suprafata de siliciu (~ 50 nm) si in camera de vid (<4 Pa) sunt neglijabile. In ceea ce priveste gradul de absorbtie in masuratorile lor de spectrometrie alfa, ei au sustinut ca, deoarece grosimea reziduului de Sm si a standardului de emisie α de pe sticla de veghe a fost mai mica de 15 μg / cm2, pierderea de energie si absorbtia particulelor α din 147Sm si standardul de emisie α a sursei de numarare era de asteptat sa fie neglijabil. Pe de alta parte, in timp ce eficienta de numarare a spectrometrului de scintilatie a lichidului este de obicei ridicata (~ 100%), spectrometrul are dezavantajele unei rezolutii energetice de fundal ridicate si slabe. Prin urmare, au ajuns la concluzia ca, in ciuda acordului intre valoarea medie a timpului de injumatatire de 147Sm de 115 ± 2 Byr masurata cu spectrometrul de scintilatie lichida si valoarea medie a timpului de injumatatire de 147Sm de 117 ± 2 Byr masurata cu detectorul de bariera de suprafata, in cadrul erorii, prima valoare a fost considerata ca date de sustinere pentru a doua valoare din cauza acestor dezavantaje descrise.

Kinoshita, Yokoyama si Nakanashi (2003) au stabilit ca media aritmetica a valorilor de injumatatire de 147Sm obtinute in munca lor experimentala pentru cele 19 surse de numarare prin spectrometrie alfa (fig. 3) a fost 117 ± 2 Byr, eroarea asociata declarata fiind o abatere standard. Aceasta valoare de injumatatire medie a 147Sm a fost astfel cu aproximativ 10% mai lunga decat atunci, si inca, in prezent, a fost adoptata valoarea de 106 ± 2 Byr. Cu toate acestea, Kinoshita, Yokoyama si Nakanashi (2003) au remarcat ca, in determinarile anterioare, timpul de injumatatire a timpului de 147Sm a fost obtinut prin masurarea activitatii α 147Sm cu un contor de flux de gaz 4π (Beard si Wiedenbeck 1954), spectrometre de scintilatie lichida ( Beard si Kelly 1958; Donhoffer 1964; Wright, Steinberg si Glendenin 1961) si camere de ionizare (Gupta si MacFarlane 1970; MacFarlane si Kohman 1961) din surse cu numarul de atomi de 147Sm masurate, de asemenea. Deoarece timpul de injumatatire plasmatica de 147Sm este calculat conventional din valorile obtinute ale activitatii α 147Sm si din numarul de atomi 147Sm, erorile experimentale in masurarea acelor doua valori au ca rezultat determinari inexacte ale timpului de injumatatire de 147Sm. De exemplu, impuritatile din reactivul Sm aduc eroare in numarul de 147 Sm atomi din sursa de numarare, iar incertitudinea in eficienta de numarare, autoabsorbtia sursei de numarare si impuritatile radioactive din reactivul Sm aduc eroare in valoarea celor 147Sm α-activitate. Kinoshita, Yokoyama si Nakanashi (2003) au sugerat astfel ca puritatea reactivului Sm nu a fost suficienta in determinarile experimentale anterioare. De asemenea, acestia banuiau ca corectiile pentru eficienta numararii si autoabsorbtia nu erau adecvate in determinarile experimentale anterioare. Rezolvarea ridicata a energiei si rezolutia slaba a energiei spectrometrelor de scintilatie utilizata in determinarile experimentale anterioare s-ar putea sa fi dus la valori de injumatatire de 147Sm inexacte. Intrucat Kinoshita, Yokoyama si Nakanashi (2003) au fost increzatori ca toate aceste surse de eroare au fost excluse din munca lor experimentala, spre deosebire de determinarile experimentale anterioare, au ajuns la concluzia ca rezultatul lor de 117 ± 2 ani pentru timpul de injumatatire de 147Sm este de incredere. Rezolvarea ridicata a energiei si rezolutia slaba a energiei spectrometrelor de scintilatie utilizata in determinarile experimentale anterioare s-ar putea sa fi dus la valori de injumatatire de 147Sm inexacte. Intrucat Kinoshita, Yokoyama si Nakanashi (2003) au fost increzatori ca toate aceste surse de eroare au fost excluse din munca lor experimentala, spre deosebire de determinarile experimentale anterioare, au ajuns la concluzia ca rezultatul lor de 117 ± 2 ani pentru timpul de injumatatire de 147Sm este de incredere. Rezolvarea ridicata a energiei si rezolutia slaba a energiei spectrometrelor de scintilatie utilizata in determinarile experimentale anterioare s-ar putea sa fi dus la valori de injumatatire de 147Sm inexacte. Deoarece Kinoshita, Yokoyama si Nakanashi (2003) au fost increzatori ca toate aceste surse de eroare au fost excluse din munca lor experimentala, spre deosebire de determinarile experimentale anterioare, au ajuns la concluzia ca rezultatul lor de 117 ± 2 ani pentru timpul de injumatatire de 147 km este de incredere.

Dupa cum sa mentionat deja, Kossert si colab. (2009) a pus sub semnul intrebarii rezultatul Kinoshita, Yokoyama si Nakanashi (2003) de 117 ± 2 Byr pentru timpul de injumatatire de 147 de metri. Au fost increzatori ca au determinat cu exactitate timpul de injumatatire de 147 Sm ca fiind de 107 ± 0,9 Byr pentru ca au cheltuit eforturi mari pentru a evalua eficienta de scintilatie a lichidului pentru a fi 100%, deoarece numarul de atomi de 147 Sm in reactivul Sm a fost masurat prin intermediul ICP-OES (spectrometrie de emisie optica cu plasma cuplata inductiv) folosind un standard de referinta de la Institutul National de Standarde si Tehnologie si pentru ca rezultatul lor a fost de acord cu majoritatea celorlalte rezultate ale masurarii si cu valoarea recomandata. Cu toate acestea, dupa cum sa mentionat deja, un numar semnificativ de alte rezultate ale masurarii nu sunt, de asemenea, in dezacord cu valoarea de injumatatire recomandata de 147Sm de 106 ± 2 Byr si sunt mai aproape de rezultatul Kinoshita, Yokoyama si Nakanashi (2003) de 117 ± 2 Byr. In plus, in timp ce Kossert si colab. (2009) au afirmat ca Kinoshita, Yokoyama si Nakanashi (2003) au masurat activitati destul de reduse in experimentele lor, acestia i-au acuzat in mod incorect pe Kinoshita, Yokoyama si Nakanashi (2003) ca nu au masurat raportul izotopic Sm