방사성동위원소 연대측정원리

소개

연대측정 과제

목차

1.우라늄-토륨-납법

2. 칼륨-아르곤법

3. 루비듐-스트론튬법

4. 탄소 연대 측정법

본문내용

방사성동위원소 중 가장 잘 알려진 것이 퀴리 부인이 발견한 우라늄이다. 이 우라늄-238 원소는 14단계를 지나 안정적인 납-206으로 변한다. 우라늄의 반감기는 45억년이다. 이를 이용해 진화론에서는 지구의 나이를 45억년 이상으로 추정하고 있다. 우라늄은 U-235, U-238, Th-232 등의 세 가지 붕괴계열이 있는데, 반감기가 각기 다르다. 예컨데, U-238은 45억년인 데 반하여 U-235가 Pb-207로 변하는 반감기는 7억년, Th-232가 Pb208로 붕괴되는 데 있어서의 반감기는 140억년이다. 중간원소들의 반감기는 매우 짧으므로 시료 중의 모원자(U-238, U-235, Th-232)와 자원자(Pb-238, Pb-235, Pb-232)의 비율을 측정하여 시료암석의 나이를 산출한다. 예컨데, 지구 생성기의 암석에 모원자인 U-238만 있었다고 가정하면 현재 암석들이 함유하고 있는 Pb-206의 함량을 측정하여 45억년의 반감기와 비교하면 이 암석의 나이는 30억년이라는 계산치가 나온다.

우라늄, 토륨을 이용하는 방법은 1) Pb-U, Th 법 2) Pb-alpha 법 3) U-He 법 4) U, Th-Pb 법 5) 일반 납(pb) 법이 처음에는 쓰였다. 이 중 4)와 5)만이 정확성을 인정받고 있지만, 나머지 1) 2) 3)도 최근에는 많이 보정되어 가고 있다. 이런 방법들은 주로 지질학에서 암석연령을 측정하는데 많이 쓰인다.
이 방법의 장점은 U-235, U-238, Th-232, Pb-204, Pb-206, Pb-207, Pb-208, He-4 여러 가지 동위원소가 동시에 관계하기 때문에, 각각의 비율을 모두 비교해 볼 수 있습니다. C-14라든지 K-Ar은 이만큼 수가 많지 않다.
따라서 상호비교(Concordia)를 하여 외부 유입 유출에 대해서
보정을 해줄 수가 있다. 따라서 가장 복잡한 방법이다. 4번) U(우라늄), Th-Pb(토륨-납)법의 경우, 우라늄 화합물은 용해성이고 Th(토륨) 화합물은 비용해성이다.(화학성질의 차이, 칼륨-아르곤 법의 경우 Ar(아르곤)은 불활성기체이지요.) 이런 화학성질 차이를 이용하여 연대를 측정할 때는, 그 암석결정이 형성될 때 각 방사능 동위원소의 비율은 얼마였으며, 또 그 이후 폐쇄계(closed system)을 유지했는지의 여부, 변성을 받았는가 따위의 가정들을 검토한다.

참고자료

· 없음