消滅した放射性核種とは、約46億年前の太陽系形成以前に核合成によって生成されたが、その後崩壊して検出不可能になった放射性核種のことです。消滅した放射性核種は、恒星核合成または宇宙線核合成のいずれかによって初期の太陽系に存在し、隕石や原始惑星の構成要素の一部となりました。すべての消滅した放射性核種の半減期は1億年未満です。[ 1 ]すべての可能性のある放射性核種が特定されているわけではありません。
消滅した放射性核種の中には、宇宙線(宇宙線生成核種)、バックグラウンド放射線、他の放射性核種の崩壊連鎖や自発核分裂などの自然過程によって継続的に生成または補充されるため、自然界に今も存在するものがあるが、それらの原始的な割合は依然として消滅している。
消滅した放射性核種の例としては、ヨウ素129(1960年に初めて確認されたもので、隕石中のキセノン129の過剰濃度から、キセノン・ヨウ素年代測定法で推定された)、アルミニウム26 (隕石中に発見されたマグネシウム26の過剰量から推定された)、鉄60などが挙げられる。これらの同位体の過去の存在を検出する方法は、一般的に、それらの崩壊生成物の異常な濃度を検出することである。
太陽系と地球は、原始核種と消滅核種から形成されました。消滅核種は崩壊して消滅しましたが、原始核種は元の状態(崩壊していない状態)で存在しています。安定な原始核種は251種類、まだ消滅していない不安定な原始放射性核種は35種類あります。
地球上には存在しないが、崩壊生成物が存在する、または存在するはずの放射性核種の一部リスト:
プルトニウム244とサマリウム146は半減期が長いため、原始的な存在量の痕跡が残って検出される可能性があるが、これまでのところ確認されていない(プルトニウム244は星間粒子から検出されている)。
地球上で現在も生成されている、通常は絶滅した同位体には以下のようなものがある。
半減期が100万年未満の放射性同位体も生成される。例えば、炭素14(半減期5700年)は、大気中の宇宙線によって生成される。
上記の放射性同位体は現在事実上消滅しているにもかかわらず、その存在の記録は崩壊生成物に残っており、地質学者はそれらを地質年代測定器として利用することができる。[ 4 ]その有用性は、半減期が短いため高い年代分解能が得られることや、さまざまな元素の化学的移動性によって火成岩の分化や表面風化などの特異な地質学的プロセスを年代測定できることなど、いくつかの要因から生じている。しかし、消滅した核種を使用する際には克服すべき課題がある。消滅した放射性核種は娘同位体のごく一部しか占めていないため、高精度の同位体比測定が極めて重要である。この問題をさらに複雑にしているのは、消滅した核種から生成されるすでに微量の娘同位体に対する高エネルギー宇宙線の影響が増大していることである。これらの影響の発生源と存在量を区別することが、消滅した核種から正確な年代を得る上で極めて重要である。さらに、これらの同位体の中には不確実性が大きいものもあるため、より正確な半減期を決定するための研究をさらに進める必要がある。