КОСМОХРОНОЛОГИЯ ЯДЕРНАЯ

Космохронология ядерная - восстановление хронологич. картины процесса образования изотопов хим. элементов (нуклеосинтеза) в нашей Галактике по изучению относительного содержания долгоживущих радиоактивных изотопов и продуктов их распада в веществе Земли, Луны и метеоритов. Отправной точкой на шкале времени служит при этом момент кристаллизации земных (лунных) пород и вещества метеоритов, к-рый весьма надёжно определяется с помощью уран-свинцового, рубидий-стронциевого и калий-аргонового методов ядерной геохронологии. Эти методы основаны на том, что скорость распада радиоактивных ядер постоянна во времени, и по количеству продуктов распада можно определить длительность периода их накопления в исследуемых минералах. В уран-свинцовом методе определяется количество радиогенных изотопов свинца 206Pb и 207Pb - конечных продуктов в цепочке быстрых ядерных превращений, сопровождающих -распад 238U и 235U). В рубидий-стронциевом методе используется -распад долгоживущего изотопа 87Rb (период полураспада лет), приводящий к образованию стабильного изотопа 87Sr, а калий-аргоновый основан на изучении накопления 40Ar в калийсодержащих минералах, где он образуется при захвате орбитальных электронов ядрами 40К. Возраст Земли и Луны, определяемый как возраст самых старых из исследованных образцов земных и лунных пород, оказывается близким к возрасту метеоритов, к-рый составляет лет и принимается в качестве возраста всех твёрдых тел Солнечной системы. Осн. выводы К. я. относительно темпов образования в Галактике изотопов хим. элементов в период, предшествовавший образованию твёрдого материала Солнечной системы, могут быть сформулированы след. обр. Процесс образования изотопов тяжёлых хим. элементов в r-процессе захвата нейтронов (см. Ядерная астрофизика. Происхождение химических элементов) начался в период времени, отстоящий на млрд. лет от момента образования твёрдых тел Солнечной системы. Этот результат получен на основе анализа наблюдаемых значений распространённости долгоживущих изотопов 235U ( лет), 238U ( лет), 232Th ( лет) и продуктов их распада. Данные о продолжительности s-процесса образования тяжёлых элементов, получаемые рений-осмиевым методом, существенно менее определённы, однако они, по-видимому, также приводят к довольно близкому значению . Темп обогащения вещества Галактики тяжёлыми элементами был наиболее высок в начальный период, однако данные, полученные с помощью относительно короткоживущих хронометров нуклеосинтеза 129I ( лет) и 244Pu ( лет), показывают, что этот процесс продолжался и во время, непосредственно предшествовавшее образованию Солнечной системы. Прекращение процесса обогащения тяжёлыми элементами вещества прото-солнечного газового облака и его обособление от галактич. газа произошли за время = 150 млн. лет до образования первых родительских тел метеоритов (рис.). Ряд аргументов свидетельствует в пользу того, что моменту обособления протосолнечного газового облака непосредственно предшествовал всплеск интенсивности процесса нуклеосинтеза, носивший, скорее всего, локальный характер (напр., взрывы близких сверхновых) и приведший к образованию ~ 10-2 от общего количества тяжёлых элементов в веществе Солнечной системы. Возможно, что вспышка близкой сверхновой вообще послужила толчком для формирования Солнечной системы (см. Звездообразование, Происхождение солнечной системы). Хронологическая модель r-процесса нуклеосинтеза (по У. Фаулеру). S - всплеск интенсивности процесса обогащения вещества протосолнечного газового облака продуктами r-процесса нуклеосинтеза. Экспериментальные данные о распространённости долгоживущих изотопов тяжёлых элементов и продуктов их распада совместимы с предположением об экспоненциальном спадании темпа галактич. нуклеосинтеза (рис.) с характерным временем затухания лет. Существенно, что выбор конкретного вида хронологич. модели галактич. нуклеосинтеза мало сказывается на определении времени начала процесса образования изотопов тяжёлых элементов в r-процессе. Перечисленные выводы основаны на анализе эмпирич. материала с привлечением известных закономерностей ядерной физики и миним. числа самых общих представлений об эволюции Галактики и механизмах нуклеосинтеза. Они служат экспериментальной основой построения эволюционной картины формирования хим. элементов в Галактике и убедительно свидетельствуют о том, что массивные звёзды первых поколений, завершавшие свою эволюцию выбросом в межзвёздное пространство переработанного в их недрах вещества, явились главным источником формирования наблюдаемого изотопного состава Галактики. Лит.: Тейлер Р.Дж., Происхождение химических элементов, пер. с англ., М., 1975; Чечев В.П., Крамаровский Я.М., Радиоактивность и эволюция Вселенной, М., 1978; Войткевич Г.В., Химическая эволюция Солнечной системы, М., 1979; Fowler W.A., In: Cosmology Fusion and Other Matters, L., [1972]. (Г.В. Домогацкий)