Tudjuk, hogy az elemek
a protonszámuk alapján határozhatók meg.
Mint például a kálium.
Lássuk a periódusos rendszert.
Ezen a képen látható, nem teljes egészében,
csak egy része.
A kálium atomjában 19 proton van.
Ezt így jelölhetjük.
Kissé túlmagyarázva
Tudjuk, hogy ha ez egy káliumatom, akkor 19 protonja van.
És azt is tudjuk, hogy ha egy atomban 19 proton van,
akkor az kálium.
Azt is tudjuk, hogy egy adott elemnek
nem minden atomjában azonos a neutronok száma.
Amikor egy olyan elemről beszélünk,
amelynek atomjaiban a neutronok száma eltérő,
akkor ezeket az atomokat az adott elem izotópjainak nevezzük.
A káliumatomnnak például
létezik olyan változata, amelyben 20 neutron van.
Ezt kálium-39 névvel jelöljük.
A 39 a tömegszáma,
amely a 19 proton és 20 neutron számának az összege.
Ez a kálium leggyakoribb izotópja.
Némi kerekítéssel ez teszi ki
a Földön található összes kálium 93,3%-át.
Lássuk a kálium néhány további izotópját.
Itt van például ismét
K és 19
kálium-41 is létezik.
Ebben 22 neutron van.
22 meg 19 az 41.
Ez teszi ki a bolygónkon található kálium 6,7%-át.
Emellett létezik egy nagyon ritka káliumizotóp is,
amelyet kálium-40-nek nevezünk.
A kálium-40 neutronjainak száma 21,
és ez az izotóp nagyon-nagyon ritka.
Az összes káliumnak csupán 0,00117%-át képezi.
De egyben ez az a káliumizotóp,
amely érdekes a számunkra abból a szempontból,
hogy alkalmas az idős kőzetek, elsősorban vulkanikus kőzetek korának meghatározására.
Amint látni fogjuk, az idős vulkanikus kőzetek kormeghatározása
meghatározhatjuk más típusú kőzetek
vagy egyéb kövületek korát,
amelyek idős vulkanikus kőzetek közé ékelődtek.
A legérdekesebb dolog a kálium-40-et illetően az,
hogy a felezési ideje 1,25 milliárd év.
Ennek az az előnye, hogy például a szén-14-gyel szemben
igen-igen régi tárgyak korának meghatározására is alkalmas
v
1,25 milliárd évenként
így jelölöm a felezési időt
bármely adott mintának a fele elbomlik.
11%-a átalakul aron-40 izotóppá.
Ez itt az argon.
18 protonja van.
Az argon-40 izotóppá való átlakulás során
a káliumatom elveszít egy protont,
de a tömegszáma változatlan marad.
Az egyik proton tehát valahogyan átalakult neutronná.
Befogja az egyik belső elektront,
majd kibocsájt ezt-azt,
aminek a kvantumfizikai részleteiben nem fogok elmélyedni
de végül átalakul argon-40 izotóppá.
89% pedig kalcium-40 izotóppá.
Amint azt a periódusos rendszerben is látjuk,
a kalciumatom 20 protont tartalmaz.
Ebben az esetben tehát
az egyik neutron átalakul protonná.
Ebben az esetben pedig
az egyik proton alakul át neutronná.
A mi számunkra pedig ez a részlet a legérdekesebb.
v
Mivel az argon, amint arról a kémia részben is sz esett,
az argon egy közömbös nemesgáz.
Így ha belekerül valamilyen folyadékba,
egyszerűen csak kipezseg belőle.
Semmivel sem alkot kötést, így egyszerűen csak kipezseg
és elillan a légkörbe.
Az egész helyzet legérdekesebb része az,
amit egy vulkánkitörés során végbemegy.
Iderajzolok egy vulkánt.
Mondjuk tehát, hogy ez itt egy vulkán.
Valamikor a múltban kitör.
Itt hömpölyög a láva,
amely kálium-40 izotópot is tartalmaz.
Valójában már ekkor is van benne
némi argon-40 izotóp.
Az argon-40 azonban azt a trükköt követi el
hogy a még folyékony lávából
képzeljük ide a sok lávát
v