About of the necessity of the modification of the nuclear chronometry methods in astrophysics and geophysics

Abstract

In practically all known till now methods of nuclear chronometry there were usually taken into account the life-times of only fundamental states of a-radioactive nucleus. But in the processes of nuclear synthesis in stars and under the influence of the constant cosmic radiation on surfaces of planets the excitations of the a-radioactive nuclei are going on. Between them there are the states with the excited a-particles inside the parent nuclei and so with much smaller life-times. And inside the large masses of stellar, terrestrial and meteoric substances the transitions between different internal conditions of radioactive nuclei are accompanied by infinite chains of the g-radiations with the subsequent g-absorptions, the further g-radiations etc. For the description of the a-decay evolution with considering of such excited states and multiple g-radiations and g-absorptions inside stars and under the influence of the cosmic radiation on the earth surface we present the quantum-mechanical approach, which is based on the generalized Krylov-Fock theorem. Some simple estimations are also presented. They bring to the conclusion that the usual (non-corrected) "nuclear clocks" do really indicate not to realistic values but to the upper limits of the durations of the a-decay stellar and planet processes.

В практично відомих досі методах ядерної хронометрії звичайно враховувалися часи життя лише основних станів радіоактивних ядер. Але, як відомо, при нуклеосинтезі утворюється багато збуджених станів радіоактивних ядер-хронометрів із значно меншим часом життя. При переходах між різними внутрішніми станами радіоактивних ядер, що знаходяться в тепловому русі всередині великих мас зоряних, земних і метеоритних речовин, поряд з g-випроміненням існують нескінченні ланцюжки g-поглинань, наступних g-випромінень, подальших g-поглинань і.т.д. Для опису еволюції розпаду з врахуванням цих факторів в наших попередніх роботах було запропоновано квантово-механічний підхід, який базується на узагальненій нами теоремі Крилова-Фока. В цій роботі наведені подальше уточнення попередніх оцінок і розрахунків та конкретно сформульовані подальші етапи розвитку нашого підходу і проведення наступних розрахунків з урахуванням ефекту Допплера при наявності теплового руху радіоактивних ядер, ефекту відбиття при g-випроміненнях і g-поглинаннях та впливу постійно присутнього космічного випромінювання на формування збуджених станів ядер-хронометрів та зміну їхньої кінетичної енергії на поверхні Землі.

В практически известных методах ядерной хронометрии обычно учитывались времена жизни только основных состояний радиоактивных ядер. Но, как известно при нуклеосинтезе образуется много возбужденных состояний радиоактивных ядер-хронометров со значительно меньшим временем жизни. При переходах между разными внутренними состояниями радиоактивных ядер, которые находятся в тепловом движении внутри больших масс звездных, земных и метеоритных веществ, рядом с g-излучением существуют бесконечные цепочки g-поглощений, последующих g-излучений, дальнейших g-поглощений и.т.д. Для описания эволюции распада с учетом этих факторов в наших предыдущих работах был предложен квантово-механический подход, который базируется на обобщенной нами теореме Крылова-Фока. В этой работе приведено дальнейшее уточнение предыдущих оценок и расчетов, а также конкретно сформулированы дальнейшие этапы развития нашего подхода и проведения дальнейших расчетов с учетом эффекта Допплера при наличии теплового движения радиоактивных ядер, эффекта выбивания при g-излучениях и g-поглощениях, а также влияния постоянно присутствующего космического излучения на формирование возбужденных состояний ядер-хронометров и изменение их кинетической энергии на поверхности Земли.