पोटेशियम-40
| General | |
|---|---|
| Symbol | 40K |
| Names | पोटेशियम-40, 40K, K-40 |
| Protons (Z) | 19 |
| Neutrons (N) | 21 |
| Nuclide data | |
| Natural abundance | 0.0117(1)% |
| Half-life (t1/2) | 1.251(3)×109 y |
| Isotope mass | 39.96399848(21) Da |
| Spin | 4− |
| Excess energy | −33505 keV |
| Binding energy | 341523 keV |
| Parent isotopes | Primordial |
| Decay products | 40Ca (β−) 40Ar (EC, γ; β+) |
| Decay modes | |
| Decay mode | Decay energy (MeV) |
| β− | 1.31109 |
| EC, γ | 1.5049 |
| Isotopes of potassium Complete table of nuclides | |
पोटैशियम-40 (40K) पोटैशियम का एक रेडियोधर्मी समस्थानिक है जिसका आधा जीवन 1.25 बिलियन वर्ष है। यह प्रकृति में पाए जाने वाले पोटेशियम की कुल मात्रा का लगभग 0.012% (120 भाग-प्रति संकेतन) बनाता है।
पोटेशियम -40 तीन प्रकार के रेडियोधर्मी क्षय से गुजरता है। लगभग 89.28% घटनाओं में, यह कैल्शियम -40 में क्षय हो जाता है (40सीए) एक बीटा कण के उत्सर्जन के साथ (β−, एक इलेक्ट्रॉन) जिसकी अधिकतम ऊर्जा 1.31 इलेक्ट्रॉन वोल्ट और एक एंटीन्यूट्रिनो है। लगभग 10.72% घटनाओं में, यह आर्गन-40 में क्षय हो जाता है (40Ar) इलेक्ट्रॉन कैप्चर (EC) द्वारा, एक न्युट्रीनो के उत्सर्जन के साथ और फिर एक 1.460 MeV गामा किरण।[1] इस विशेष आइसोटोप का रेडियोधर्मी क्षय पृथ्वी के वायुमंडल में आर्गन की बड़ी मात्रा (लगभग 1%) की व्याख्या करता है, साथ ही साथ इसका प्रचलन भी 40आर्गन के समस्थानिकों पर अर। बहुत कम (घटनाओं का 0.001%), इसका क्षय होता है 40एक पॉज़िट्रॉन उत्सर्जित करके Ar (β+) और एक न्यूट्रिनो।[2]
पोटेशियम-आर्गन डेटिंग
पोटेशियम-आर्गन (K-Ar) डेटिंग में पोटेशियम-40 विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। आर्गन एक ऐसी गैस है जो साधारणतया अन्य तत्वों से संयोजित नहीं होती है। इसलिए, जब एक खनिज बनता है - चाहे पिघली हुई चट्टान (भूविज्ञान) से, या पानी में घुलने वाले पदार्थों से - यह शुरू में आर्गन-मुक्त होगा, भले ही तरल में कुछ आर्गन हो। हालांकि, अगर खनिज में कोई पोटेशियम होता है, तो इसका क्षय होता है 40K आइसोटोप मौजूद होने से ताज़ा आर्गन-40 बनेगा जो खनिज में बंद रहेगा। चूँकि जिस दर पर यह रूपांतरण होता है वह ज्ञात है, इसलिए बीता हुआ समय निर्धारित करना संभव है क्योंकि खनिज के अनुपात को मापकर बनाया गया है 40के और 40इसमें निहित Ar परमाणु।
पृथ्वी के वायुमंडल में पाया जाने वाला आर्गन 99.6% है 40अर; जबकि सूर्य में आर्गन - और संभवतः ग्रहों में संघनित प्राथमिक सामग्री में - ज्यादातर आर्गन -36 है |36Ar, 15% से कम के साथ 38अर. यह इस प्रकार है कि अधिकांश स्थलीय आर्गन पोटेशियम -40 से प्राप्त होता है जो कि आर्गन -40 में क्षय हो जाता है, जो अंततः वायुमंडल में भाग गया।
प्राकृतिक रेडियोधर्मिता में योगदान
का रेडियोधर्मी क्षय [[थोरियम-232 232Th]] के बाद पृथ्वी के मेंटल में 40K तीसरे स्थान पर है और 238 U , रेडियोजेनिक गर्मी के स्रोत के रूप में। कोर में संभवतः रेडियोजेनिक स्रोत भी होते हैं, हालांकि कितना अनिश्चित है। यह प्रस्तावित किया गया है कि महत्वपूर्ण कोर रेडियोधर्मिता (1-2 TW) U, Th, और K के उच्च स्तर के कारण हो सकती है।[3][4]
पोटैशियम-40 इंसानों सहित जानवरों में प्राकृतिक रेडियोधर्मिता का सबसे बड़ा स्रोत है। एक 70 किलो मानव शरीर में लगभग 140 ग्राम पोटेशियम होता है, इसलिए लगभग 0.000117 ×140 = 0.0164 ग्राम 40क;[5] जिसका क्षय लगभग 3,850 पैदा करता है[6] शरीर के पूरे जीवन भर लगातार 4,300 विघटन प्रति सेकंड (Becquerel)।[7][8]
केले के बराबर खुराक
पोटेशियम -40, केले के बराबर मात्रा में इसके उपयोग के लिए प्रसिद्ध है, माप की एक अनौपचारिक इकाई, मुख्य रूप से सामान्यीकृत शैक्षिक सेटिंग्स में उपयोग की जाती है, एक केले के सेवन से प्राप्त मात्रा में रेडियोधर्मी खुराक की तुलना करने के लिए। एक केले के सेवन से रेडियोधर्मी खुराक आम तौर पर 10 मानी जाती है−7 सीवर्ट, या 0.1 माइक्रोसीवर्ट, जो औसत अमेरिकी के दैनिक रेडियोधर्मी अंतर्ग्रहण का 1% है।[9]
यह भी देखें
टिप्पणियाँ
- ↑ This photon would be called an x-ray if emitted from an electron. In nuclear physics, it is common to name photons according to their origin rather than their energy, high energy photons produced by electrical transitions are called "x-rays" while those emitted from atomic nuclei are called "gamma rays" irrespective of their energy.
- ↑ Engelkemeir, D. W.; Flynn, K. F.; Glendenin, L. E. (1962). "Positron Emission in the Decay of K40". Physical Review. 126 (5): 1818. Bibcode:1962PhRv..126.1818E. doi:10.1103/PhysRev.126.1818.
- ↑ Wohlers, A.; Wood, B. J. (2015). "A Mercury-like component of early Earth yields uranium in the core and high mantle 142Nd". Nature. 520 (7547): 337–340. Bibcode:2015Natur.520..337W. doi:10.1038/nature14350. PMC 4413371. PMID 25877203.
- ↑ Murthy, V. Rama; Van Westrenen, Wim; Fei, Yingwei (2003). "Experimental evidence that potassium is a substantial radioactive heat source in planetary cores". Nature. 423 (6936): 163–5. Bibcode:2003Natur.423..163M. doi:10.1038/nature01560. PMID 12736683. S2CID 4430068.
- ↑ "रेडियोधर्मी मानव शरीर". Harvard Natural Sciences Lecture Demonstrations.
- ↑ Connor, Nick. "What is Potassium-40 – Characteristics – Half-life – Definition". Radiation Dosimetry.
- ↑ The number of radioactive decays per second in a given mass of 40K is the number of atoms in that mass, divided by the average lifetime of a 40K atom in seconds. The number of atoms in one gram of 40K is the Avogadro constant 6.022×1023 mol−1 divided by the atomic weight of potassium-40 (39.96 g/mol), which is about 0.1507×1023 per gram. As in any exponential decay, the average lifetime is the half-life divided by the natural logarithm of 2, or about 56.82×1015 seconds.
- ↑ Bin Samat, S.; Green, S.; Beddoe, A. H. (1997). "The 40K activity of one gram of potassium". Physics in Medicine and Biology. 42 (2): 407–13. Bibcode:1997PMB....42..407S. doi:10.1088/0031-9155/42/2/012. PMID 9044422. S2CID 250778838.
- ↑ Nick Connor (14 December 2019). "What is Banana Equivalent Dose – BED – Definition". Radiation Dosimetry.
संदर्भ
बाहरी संबंध
- Potassium-40 Section, Radiological and Chemical Fact Sheets to Support Health Risk Analyses for Contaminated Areas
