Μια ενδιαφέρουσα εφαρμογή της γνώσης των ραδιενεργών στοιχείων υποβάλλεται για τον καθορισμό της ηλικίας της Γης. Μια μέθοδος του καθορισμού των ηλικιών των βράχων είναι βασισμένη στο γεγονός ότι σε πολλά μεταλλεύματα ουράνιου και θορίου, που έχουν αποσυντεθεί από το σχηματισμό τους, τα άλφα σωματίδια έχουν παγιδευτεί (ως άτομα ηλίου) στο εσωτερικό του βράχου. Με ακρίβεια καθορίζουν τα σχετικά ποσά του ηλίου, ουράνιου, και θορίου στο βράχο, κι έτσι μπορεί να υπολογιστεί το χρονικό διάστημα κατά τη διάρκεια του οποίου έχουν συνεχιστεί οι διαδικασίες αποσύνθεσης  δηλαδή η ηλικία του βράχου.

Μια άλλη μέθοδος είναι βασισμένη στον προσδιορισμό της αναλογίας ουρανίου-238 προς το μόλυβδο-206 ή θορίου-232 προς το μόλυβδο-208 στους βράχους (δηλαδή οι αναλογίες των συγκεντρώσεων των αρχικών και τελικών μελών της ραδιενεργού σειράς αποσύνθεσης). Αυτές και άλλες μέθοδοι δίνουν τις τιμές για την ηλικία της γης περίπου 4.6 δισεκατομμύρια έτη. Παρόμοιες τιμές λαμβάνονται και για τους μετεωρίτες που έχουν πέσει στην επιφάνεια της γης, καθώς επίσης και για τα δείγματα της Σελήνης που ήλθαν πίσω από το διαστημικό σκάφος Απόλλωνα-11 τον Ιούλιο του 1969, δείχνοντας έτσι ότι ολόκληρο το ηλιακό σύστημα είναι πιθανώς της ίδιας  σχεδόν ηλικίας όπως η Γη.

Οι μέθοδοι αυτοί ξεκίνησαν το 1905 με τον Rutherford και Boltwood που χρησιμοποίησαν για πρώτη φορά την αρχή της ραδιενεργής διάσπασης για τη χρονολόγηση ορυκτών και πετρωμάτων. Το 1907 ο Boltwood χρονολόγησε ένα δείγμα ουρανίτη με τη μέθοδο ουρανίου/μολύβδου. Η ραδιοχρονολόγηση είχε επιτευχθεί πριν ακόμα είναι γνωστά με ακρίβεια τα ισότοπα και οι ρυθμοί διάσπασής τους. Ο Boltwood δημοσίευσε για πρώτη φορά απόλυτες ηλικίες πετρωμάτων της τάξης εκατομμυρίων χρόνων. Τα επόμενα σαράντα χρόνια η έρευνα οδήγησε στην ανάπτυξη και βελτίωση τεχνικών και μεθόδων για τη μέτρηση της ηλικίας γήινων υλικών. Η ακριβής χρονολόγηση τελειοποιήθηκε το 1950. Η ανακάλυψη του φασματογράφου μάζας το 1919 οδήγησε στον εντοπισμό και τη μελέτη περισσότερων ισοτόπων.

Όπως είδαμε πιό πάνω τα ασταθή ισότοπα μέσα από διαδοχικές ραδιενεργές διασπάσεις τείνουν να γίνουν σταθερά. Οι ραδιενεργοί μητρικοί πυρήνες μετατρέπονται -σταδιακά- σε θυγατρικούς σταθερούς πυρήνες σε καθορισμένο χρόνο, που είναι διαφορετικός για κάθε ισότοπο. Κάθε ραδιενεργό ισότοπο έχει το δικό του χρόνο ημιζωής. Ο λόγος της απομένουσας ποσότητας από το αρχικό ισότοπο προς το σύνολο των προϊόντων της διάσπασης (μητρικοί πυρήνες/θυγατρικοί πυρήνες) χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της ηλικίας των πετρωμάτων που περιέχουν ραδιενεργά ορυκτά.

Τα περισσότερα ραδιενεργά ισότοπα έχουν γρήγορους ρυθμούς διάσπασης, δηλαδή μικρούς χρόνους ημιζωής και χάνουν τη ραδιενέργειά τους μέσα μερικές ημέρες ή έτη (το ιώδιο-131 έχει χρόνο ημιζωής 8,02 μέρες). Μερικά ραδιενεργά ισότοπα, όμως, αποσυντίθενται αργά και είναι αυτά που χρησιμοποιούνται ως γεωλογικά ρολόγια, υπολογίζουν δηλαδή την απόλυτη ηλικία των πετρωμάτων, των ορυκτών αλλά και γεγονότων που συνέβησαν πριν εκατομμύρια χρόνια. Το πιθανό σφάλμα στους χρόνους ημιζωής είναι πολύ μικρό, της τάξης του +-2%.

Η χρονολόγηση των πετρωμάτων από αυτά τα ραδιενεργά χρονόμετρα είναι θεωρητικά απλή, αλλά οι εργαστηριακές διαδικασίες είναι πιο σύνθετες. Οι ποσότητες μητρικών και θυγατρικών πυρήνων σε κάθε δείγμα καθορίζονται με διάφορα είδη αναλυτικών μεθόδων. Η κύρια δυσκολία έγκειται στο να μετρηθούν με ακρίβεια τα πολύ μικρά ποσοστά ισοτόπων. Οταν είναι εφικτό, χρησιμοποιούνται στο ίδιο δείγμα δύο ή περισσότερες μέθοδοι ανάλυσης για να επιβεβαιώσουν τα αποτελέσματα.

Είναι γνωστό πως ένα μικρό ποσό άνθρακος-14 είναι παρόν στην ατμόσφαιρα της γης και όλοι οι οργανισμοί διαβίωσης αφομοιώνουν τα ίχνη αυτού του ισοτόπου κατά τη διάρκεια της διάρκειας ζωής τους. Μετά από το θάνατο αυτή η αφομοίωση παύει και ο ραδιενεργός άνθρακας, που συνεχώς αποσυντίθεται, δεν διατηρείται πλέον σε μια σταθερή συγκέντρωση. Οι εκτιμήσεις των ηλικιών των αντικειμένων ιστορικού και αρχαιολογικού ενδιαφέροντος, όπως τα κόκκαλα και οι μούμιες, έχουν πραγματοποιηθεί με μετρήσεις του άνθρακα-14.

πηγή: http://reocities.com/grphysics/nuclear/radio6.html

Διαρροή στο περιβάλλον

Οι ερευνητές κατέληξαν στα συμπεράσματά τους μετά από ανάλυση στοιχείων που αφορούσαν 9.000 δείγματα ψαριών τα οποία συνελέγησαν μέσα σε περισσότερο από ένα έτος από το πυρηνικό ατύχημα της Φουκουσίμα από ειδικούς του ιαπωνικού υπουργείου Γεωργίας, Δασοκομίας και Αλιείας. Ανακάλυψαν ότι η ποσότητα του καισίου-134 στα ψάρια δεν έχει μειωθεί το τελευταίο έτος. Με δεδομένο ότι το ισότοπο έχει χρόνο ημίσειας ζωής μόνο δύο ετών οι επιστήμονες με επικεφαλής τον Κεν Μπούσλερ συμπεραίνουν ότι το καίσιο-134 με κάποιον τρόπο διαρρέει στο περιβάλλον.

Είναι αξιοσημείωτο ότι τα επίπεδα καισίου ήταν υψηλότερα στα ψάρια που «κατοικούν» κοντά στον βυθό, κάτι που μαρτυρεί ότι η επιμόλυνση πιθανότατα σχετίζεται με τον πυθμένα της θάλασσας. Πιθανές πηγές θεωρούνται τα επιμολυσμένα υπόγεια ύδατα ή το νερό που χρησιμοποιήθηκε μετά το ατύχημα για την ψύξη των αντιδραστήρων – σε αμφότερες τις περιπτώσεις το νερό ίσως διέρρευσε στον ωκεανό. Μια τρίτη πιθανότητα είναι ότι το καίσιο εναποτέθηκε σε ιζήματα στον πυθμένα της θάλασσας και σταδιακά εκλύεται στα θαλάσσια ύδατα.

«Σε κάθε περίπτωση δεν υπάρχει αμφιβολία ότι υπάρχει μια συνεχιζόμενη πηγή επιμόλυνσης» ανέφερε ο Μπούσλερ.

Ο Μιτσούο Ουεμάτσου από το Πανεπιστήμιο του Τόκιο αναφέρει ότι οι υποθέσεις της ομάδας από το Woods Hole φαίνονται λογικές. Τα ποτάμια μεταφέρουν επιμολυσμένα ιζήματα στον ωκεανό τα οποία μαζί με το πλανγκτόν και άλλους οργανισμούς που «τραβούν» το καίσιο, βυθίζονται και δημιουργούν ένα επικίνδυνο «ρεζερβουάρ» του ραδιενεργού ισοτόπου στον πυθμένα.

Οι αντίθετες απόψεις

Η υπόθεση αυτή δεν βρίσκει πάντως σύμφωνους όλους τους επιστήμονες. Ο γεωχημικός Μίτσιο Αογιάμα από το Ερευνητικό Μετεωρολογικό Ινστιτούτο της Ιαπωνίας υποστηρίζει πως με δεδομένο ότι τα επίπεδα καισίου-134 παραμένουν υψηλά και στα ψάρια που «κατοικούν» πιο ψηλά μέσα στη θάλασσα, η επιμόλυνση του πυθμένα δεν μπορεί να δίνει την απάντηση σχετικά με το τι ακριβώς συμβαίνει.

Ο Αογιάμα αναφέρει ότι δεν υπάρχουν στοιχεία που να δείχνουν πως επιμολυσμένα υπόγεια ύδατα διαρρέουν στον ωκεανό. Προσθέτει πως σε ό,τι αφορά τα επίπεδα του καισίου στο νερό που χρησιμοποιήθηκε για την ψύξη των αντιδραστήρων αυτά έχουν καταμετρηθεί και είναι χαμηλά.

Ο ίδιος έχει τη δική του θεωρία: όπως λέει υπάρχουν κάποια στοιχεία που μαρτυρούν ότι τα ψάρια εμφανίζουν μεγαλύτερες συγκεντρώσεις καισίου στον οργανισμό τους κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, γεγονός που ίσως μαρτυρεί πως ο ζεστός καιρός συνδέεται και με υψηλότερα επίπεδα του ραδιενεργού ισοτόπου.

πηγή : http://www.tovima.gr/science/technology-planet/article/?aid=481202