Dégradation radioactive et datation radiométrique

La radioactivité est la transformation spontanée d'un nucléide instable, ce qui entraîne dans l'émission de rayonnement. Il s'agit d'un processus aléatoire, donc tous les noyaux de l'échantillon ont la même probabilité de décomposition. Le nombre de désintégrations par unité de temps est dite l'activité, A, qui est directement proportionnel à N, le nombre de noyaux radioactifs.

Lambda, la constante de désintégration, est la probabilité moyenne de désintégration par noyau par unité de temps. L'activité est mesurée avec des détecteurs de rayonnement et a le becquerel, qui est une désintégration par seconde, comme son unité SI.Le curie, qui fait 37 milliards de becquerels, est toujours utilisé pour des applications à grande échelle. Différents radionucléides ont des taux de désintégration différents.

Comme l'activité est proportionnelle au nombre d'atomes radioactifs, il diminue avec le temps à mesure que la quantité de noyaux instables dans l'échantillon diminue. L'évolution de l'activité au fil du temps est calculée par une équation exponentielle, où A est l'activité au temps t, A₀ est l'activité initiale, lambda est la constante de désintégration, et t est le temps écoulé depuis l'état initial de l'activité, A₀.La demi-vie d'un radionucléide, t_1 2, est le temps moyen nécessaire à l'activité d'un échantillon à tomber à la moitié de cette valeur. Ainsi, l'équation peut être réorganisée pour calculer la demi-vie à partir de la constante de désintégration, à laquelle elle est inversement proportionnelle.

La demi-vie est une propriété intrinsèque d'un radionucléide, et il varie considérablement d'un nucléide à l'autre:le radon-220 a une demi-vie d'une minute, tandis que le thorium-232 a une demi-vie de 14 milliards d'années. Les demi-vies fixes des radionucléides sont pertinents pour des techniques comme la datation radiométrique, qui estime l'âge des objets à partir de la quantité de radionucléides présents. Le rapport entre le carbone 14 instable et le carbone 12 stable dans les plantes et les animaux vivants correspond à celle de l'atmosphère.

Le ratio est maintenu par le réapprovisionnement en carbone de l'air et de la nourriture. Après la mort, le rapport carbone-14 carbone-12 commence à diminuer lorsque le carbone 14 radioactif se désintègre en émettant des particules bêta. Si un spécimen contient 25 de carbone 14 en plus qu'il n'en avait lorsqu'il était vivant, alors deux demi-vies doivent s'être écoulées.

L'objet doit être âgé de 11, 460 ans.