简介

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钾-40（K）是钾元素的一种放射性同位素，原子核不稳定，可以自发通过β衰变生成氩-40和钙-40，放出β射线和γ射线，β射线的最大能量为1.31MeV，γ射线有1460.8keV和2.958keV两种。半衰期1.248×10^9年。该反应是地质学上钾氩测年法的依据，具有广泛的用途。地球上的氩气也有很多来自它的衰变。另外，由于钾40是天然存在的放射性核素，钾也是人体内常量元素，含量较多，所以钾40是人体受天然核辐射的主要来源之一。

产生

产生钾40的方式有以下几种

K39（n，γ）K 40

K41（n，2n）K40

其中第一种是主要途径， 在用氢氧化钾作为PH调节剂的核反应堆中，这种反应比较容易发生。

应用

钾氩法测年

同位素地质测年方法之一。是根据岩石中天然40K向稳定的40Ar衰变中40Ar与40K的比值测定岩石的地质年代。钾是云母、长石、粘土矿物等多种重要造岩矿物的主要成分，天然钾中40K是长寿同位素，半衰期为128000年。40K通过β衰变和K层电子俘获变成40Ca和40Ar，利用质谱计等仪器可测定岩石中40Ar和剩余的40k的比率，按此比率可计算出矿物晶体或含钾岩石的起始年龄。计算公式如下图

式中t为标本年龄， λK 为40K向40Ar衰变的常数，λB 为40K向40Ca衰变的常数，40Ar、40K分别为样品中40Ar和40K的含量。其测量的时间范围为1×105～39×108年，应用范围较广。适用的标本主要有：钾长石、透长石、斜长石、黑云母、白云母、普通角闪石，及未经变质作用的沉积岩中的海绿石。测量时要求样品中40Ar在矿物形成后就成为封闭体系，没有逸出过。同时，矿物形成后对钾也是封闭的，矿物中钾的同位素组成正常。目前，钾氩法测年主要用于测定早更新世火山活动区的地质事件年代。此外，从年轻火山岩中导出的钾氩年龄已被用于编制地磁极性倒转年表；火山岩和变质岩中的黑云母、白云母的钾氩年龄在编制加拿大地盾区的前寒武纪年表中曾起到重要作用；钾氩法测年经改进后还可提供中、晚更新世的年代数据