النظير الذي يمكن استخدامة في تاريخ عمر الأرض هو، نرحب بكم طلابنا الأعزاء في موقعكم أون تايم نيوز، والذي يضم نخبة من الأساتذة والمعلمين لكافة المراحل الدراسية.
حيث نعمل معا كوحدة واحدة ونبذل قصارى جهدنا لنضع بين أيديكم حلول نموذجية لكل ما يعترضكم من أسئلة لنساعدكم على التفوق والنجاح.
يبلغ عمر كوكب الأرض حوالي 4.54 ± 0.05 مليار سنة (4.54 × 109 سنة ± 1% قد يمثل هذا العمر عمر تنامي الأرض، أو تكوين اللب، أو المادة التي تشكلت منها الأرض. وقد تم تحديد هذا العصر حسب العمر الإشعاعي للمواد والذي يتم حسابه عبر المواد التي يتكون منها النيزك وتناسقها مع الأجسام التي تكون أعمارها من أقدم العينات المعروفة من الأرض والقمر. بالمقارنة مع كوكب الأرض فإن الشمس أكبر عمراً بثلاثين مليون سنة إذ أنها تبلغ من العمر 4.57 مليار سنة.
بعد الثورة العلمية وتطوير علم قياس الإشعاع، وقياسات الرصاص في اليورانيوم والمعادن الغنية أظهرت أن بعض هذه المواد كان عمرها يزيد على مليار سنة. وأقدم هذه المعادن بعد تحليلها حتى الآن هي بلورات صغيرة من الزركون من تلال جاك غرب أستراليا يبلغ عمرها ما لا يقل عن 4.404 مليار سنة. وبمقارنة كتلة وسطوع الشمس مع مجموع الكتل من النجوم الأخرى، يبدو أن النظام الشمسي لا يمكن أن يكون أقدم بكثير من تلك الصخور. إن التضمينات الغنية في الكالسيوم والألمنيوم والتي هي أقدم المكونات الصلبة المعروفة داخل النيازك التي تشكلت داخل النظام الشمسي تبلغ من العمر 4.567 مليار سنة، التوقعات الناتجة من نماذج التراكم المختلفة تتراوح أعمارها ما بين بضعة ملايين إلى نحو 100 مليون سنة حيث أنه من الصعب تحديد عمر الأرض بدقة. كما أنه من الصعب تحديد أقدم الصخور على الأرض بالضبط.
يُعبّر التأريخ الإشعاعي عن عمر الصخور بالسنوات من خلال حساب نسب وجود العناصر المشعّة قصيرة الأمد أو نسب العناصر المشعّة طويلة الأمد، وعليه فإنّ تحديد عمر الأرض يعتمد على التحلل النووي لنظائر العناصر المشعّة طبيعياً،[٣] كما أظهرت العديد من الأبحاث أنّ عمر الكون والأرض يُساوي مليارات السنين، حيث إنّ عمر أكبر صخور النظام الشمسي يُقدّر بنحو 4.5 مليار سنة.
النظير الذي يمكن استخدامة في تاريخ عمر الأرض هو
يُذكر أنّ أفضل تقدير لعمر الأرض اعتمد على التأريخ الإشعاعي لحطام نيزك كانيون ديابلو (Canyon Diablo)، فعندما درس العلماء شظاياه حدّدوا نسب العناصر مثل اليورانيوم المشع ونواتج تحلله خلال مليارات السنين،[٥] بالإضافة إلى ذلك عثر الجيولوجيون على طبقات سنوية (بالإنجليزية: Annual layers) في الجليد قُدّر عددها بعشرات الآلاف، وعند جمعها بنتائج التأريخ الإشعاعي وتحليل النظائر المشعة وجدوا أنّ عمرها مئات الآلاف من السنين.
اليورانيوم هو عنصر كيميائي يرمز له بحرف U وعدده الذري هو 92. وهو فلز لونه أبيض يميل إلى الفضي يقع ضمن سلسلة الأكتينيدات في الجدول الدوري. تبدو القطعة الصافية منه قريبة من معدن الفضة أو الفولاذ ولكنها ثقيلة جداً نسبة إلى حجمها. تحوي ذرة اليورانيوم 92 بروتون و92 إلكترون، منها 6 إلكترونات تقع في أغلفة التكافؤ. يعتبر اليورانيوم عنصرًا متحللاً ذو نشاط إشعاعي واهن؛ وذلك لأن كل نظائره غير مستقرة في الطبيعة (تتراوح فترة عمر النصف لنظائر اليورانيوم الطبيعية الستة بين 69 سنة و4.5 مليار سنة، بدءًا من يورانيوم-233 وحتى يورانيوم-238). أكثر نظائر اليورانيوم شيوعًا هو يورانيوم-238 (الذي يحوي 146 نيوترون ويمثل ما يقرب من 99.3٪ من اليورانيوم المتواجد في الطبيعة) ويورانيوم-235 (الذي يحوي 143 نيوترونًا، وهو يمثل 0.7٪ وهي النسبة المتبقية من العنصر الطبيعي). يحتل اليورانيوم المركز الثاني بعد البلوتونيوم في العناصر ذات الكتلة الذرية الأعلى (أو الأثقل وزنًا) والتي تواجدت في الطبيعة بصورة ابتدائية. وتبلغ كثافة اليورانيوم نحو 19.1 جرام/سنتيمتر مكعب في درجة حرارة الغرفة، أي أن 1 متر مكعب من اليورانيوم يزن نحو 19.1 طنا، وهو بذلك أعلى كثافة من الرصاص بحوالي 70٪، ولكنه أقل بقليل من الذهب أو التنغستن. يتواجد اليورانيوم طبيعيًا تكون بتركيزات منخفضة في التراب والصخور والماء تصل لبضعة أجزاء لكل مليون، ويتم استخلاصه تجاريًا من المعادن الحاوية له مثل اليورانينيت.
خاماته
- خام الكارنوتيت k2(UO3)(VO4)2.3H2O
- خام اليورانيت UO2
- خام البيتش بليند
أهم النظائر
و له خمسة نظائر هي يورانيوم-235 ويورانيوم-234 ويورانيوم-233 ويورانيوم-236 ويورانيوم-238، وتوجد هذه النظائر متلازمة في الطبيعة، أغلبها يورانيوم-238 بنسبة 97%.
- (نظير ذري 235) وهو قابل للانشطار (fissile)، حيث يعطي هذا النظير بالانشطار كميات هائلة من الطاقة، وهو لا ينشطر تلقائيا، ولكن عند تعرضه لتيار من النيوترونات يتحول إلى بلوتونيوم 239، الذي له خاصية الانشطار التلقائي، ويتواجد في خام اليورانيوم بنسبه صغيره 0.7 بالمائة ويستخدم في المفاعلات النووية وتصنع منه القنابل الذرية ويعمل كبادئ للقنبلة الهيدروجينية.
- (نظير ذري 236) ويتواجد في الطبيعة بصفة نادرة وهو موجود في الوقود النووي المستهلك وفي اليورانيوم المعاد تصنيعه من الوقود النووي المستهلك.
- (نظير ذري 238) ويتواجد في الخام بنسبة كبيره 99.3 وهو غير قابل للانشطار (non fissile) وهو مايتم تخصيبه للاستخدام في المفاعلات النووية ويستخدم في الدراسات والتشخيص ويستعمل أيضاً في تحسين الزراعة والعلاج الكيماوي ويستخدم في تتبع وصول الدواء لأماكنه داخل الجسم الحي. ويستخدم في المفاعلات المولدة للوقود النووي breeder reactor.
- (نظير ذري 233) قابل أيضا للانشطار بالنوترونات ويمكن استخدامه في المفاعلات الذرية التي تعمل بغاز الهيليوم المولدة للحرارة العالية Thermal nuclear reactor.
- (نظير ذري 234) ويتواجد كشوائب داخل الخام.