Для аргон-аргонового метода ключевым вопросом является отсутствие выноса произведенного в реакторе аргона-39. Все ли с этим в порядке?
Открываю только что изданную книгу:
Поспелов В.П. Миренков А.Ф., Покровский С.Г. "Бетоны радиационной защиты атомных электростанций"- М.: ООО"Август Борг", -2006,-652 с.
В главе 6 описываются реакторные измерения того, что происходит с портладцементным камнем при реакторном облучении. Важно, что при этом контролировалось газоотделение в процессе облучения в реакторе. Исходящие газы собирались в кювету и, по мере накопления, отправлялись на исследование. Химическое и гамма-спектрометрическое. В итоге мы имеем картину выделения не только кислорода и водорода, но и аргона-41. - В ПРОЦЕССЕ ОБЛУЧЕНИЯ!
Аргон-41 образуется в результате реакции имеющегося в портландцементе калия 41 41K(n,p)Ar41 и имеет период полураспада ок. 2 часов.
Полученные данные (после пересчета, конечно, - эксперимент не мой, а моего соавтора-строителя) указывают, что в процессе нейтронного облучения вновь образующиеся изотопы в значительной мере выносятся из облучаемой системы. Коэффициент выноса - масштаба 10-100%. Количество образующегося аргона - много меньше характерного количества дефектов кристалла. Т.е весь аргон мог бы запросто накапливаться в решетке. Нет - выносится!
Вывод: при реакторном облучении образцов природных вулканических пород вынос вновь образующегося аргона-39 и имевшегося аргона-40 - тех же масштабов. Т.е. - не пренебрежимый.
Эти данные противоречат исследованиям пробега вновь образовашихся под нейтронным облучением ионов аргона-39 масштаба 0.1 мкм, но находятся в полном согласии с данными физики радиационных повреждений материалов. При пробеге 0.1 микрон в кристалле фиксируется радиационно-стимулированое дефектообразование на расстояниях до 10-200 мкм, т.е. на 3-4 порядка больших, чем длина пробега иона. Эффект домино. Повреждение на малом участке передается по цепочке на дальнее расстояние и вызывает дефектообразование и накопление напряжений.
Т.н. сильные воздействия типа ионного облучения, мощных электронных пучков, лазерного облучения, производящие структурные изменения на столь значительных расстояниях, являются причиной еще одного явления - аномальной диффузии. Возникшие точечные дефекты и дислокации(линейные дефекты) - избыточны для кристалла и стремятся либо аннигилировать, либо релаксировать на свободной поверхности. Возникает поток этих дефектов к поверхности со скоростями масштаба скорости звука в материале. Попавшие "под руку" атомы примеси находят более устойчивое положение в т.н. атомсферах Коттрелла дислокаций или в вакансиях, - и вместе с общим потоком выносятся на поверхность.
В нашем случае что аргон-39, возникший при реакторном облучении, что аргон-40, унаследованный от магмы или образовавшийся после извержения, - тоже выносятся на поверхность. Масштаб явления мы оценили по вышеупомянутым экспериментам В.П.Поспелова. 10-100% от вновь образовавшихся атомов.
В чем дело? А дело в АНОМАЛЬНОЙ ДИФФУЗИИ, коэффициент которой на 1-2 порядка выше, чем даже у расплава кристалла, тем более - чем у кристалла с "низкой" температурой в пределах 200-400 градусов Цельсия.
Модель накопления аргона-39 в реакторном облучении жестко требует отсутствия потерь этого вновь наработанного изотопа. Соответственно, она линейна. N(Ar39)=Фdt, N(Ar40)=const.
В реальности же при наличии радиационно стимулированной аномальной диффузии:
N(Ar40)= N(0)exp{- bt}
N(Ar39)=(a/b)(1-exp{- bt})
Т.е. в процессе реакторного облучения теряются как атомы аргона-39, так и атомы аргона-40. Масштаб - 10-100%. Доля потерянного аргона(любого происхождения) зависит от длины диффузии.
Очевидно, что зависимость доли потерянного аргона(характеризуемый константой b) зависит от размеров кристалла приблизительно как 1/R^2. Одну степень R составляет отношение поверхности(на которую выносятся дефекты) к объему, другую - длина переноса.
Если образец возрастного стандарта, облучаемый совместно с исследуемым образцом, отличается от образца геометрически, причем он больше, то в нем реализуются меньшие потери на аномальную диффузию при облучении.
Если, например, потери по аргону-40 при реакторном облучении в контрольном стандартном образце 50%, а в исследуемом, малом по сравнению со стандартом, 90%, - то кажущееся "удревление" образца окажется практически двойным.
Т.е., помимо эффекта сохранения части аргона, на значительное удревление работает еще и эффект реакторного облучения ради производства аргона-39, в котором не учтен эффект аномальной диффузии, обнаруживаемой при нейтроном, ионном, лазерном, электронно-лучевом воздействии, примагнитно и плазменном ударе - повсеместно,- но еще не вошедшей в учебники.
И это есть еще одна грубая методическая ошибка аргон-аргонового метода, связанная с отсталостью представлений в учебниках от современного научного знания.
