Chlore 36
Le chlore 36, noté 36Cl, est l'isotope du chlore dont le nombre de masse est égal à 36 : son noyau atomique compte 17 protons et 19 neutrons avec un spin 2+ pour une masse atomique de 35,968 306 8 g/mol. Il est caractérisé par un excès de masse de −29 522,0 keV et une énergie de liaison nucléaire par nucléon de 8 521,93 keV[1]. C'est un radioisotope cosmogénique ayant une demi-vie de 301 000 années[2] existant à l'état de traces dans l'environnement, dans un ratio d'environ 7 × 10−13 pour 1 avec les isotopes stables[3],[4]. 36Cl se désintègre principalement par désintégration β− en 36Ar (98,1 %), mais aussi par désintégration ε en 36S (1,9 %)[2].
| Nom | Chlore 36 |
|---|---|
| Symbole |
36 17Cl 19 |
| Neutrons | 19 |
| Protons | 17 |
| Présence naturelle | Traces |
|---|---|
| Demi-vie | 3,013(15) × 105 ans[1] |
| Produit de désintégration | 36Ar |
| Masse atomique | 35,96830682(4) u |
| Spin | 2+ |
| Excès d'énergie | −29 522,01 ± 0,04 keV[1] |
| Énergie de liaison par nucléon | 8 521,932 ± 0,001 keV[1] |
| Désintégration | Produit | Énergie (MeV) |
|---|---|---|
| β− à 98,1 % | 36 18Ar |
0,709682 |
| ε, β+ à 1,9 % | 36 16S |
0,120017 |
Production naturelle
modifier36Cl est produit dans l'atmosphère par spallation de 36Ar par interaction avec les protons des rayons cosmiques. Dans les premiers mètres de la lithosphère, 36Cl est principalement produit par capture neutronique de 35Cl et spallation de 39K et 40Ca[3]. En sous-sol plus profond, la capture muonique par 40Ca devient plus importante[3]. Les taux de production sont d'environ 4 200 atomes de 36Cl/an/mole de 39K et 3 000 atomes de 36Cl/an/mole de 40Ca, par spallation dans la roche, au niveau de la mer[3].
La demi-vie de cet isotope hydrophile non-réactif le rend utile pour la radiodatation par le 36Cl pour une gamme allant de 60 000 à 1 000 000 années[5].
Production anthropogénique
modifierDe plus, de grandes quantités de 36Cl ont été produites par irradiation de l'eau de mer durant les tirs sous-marins des armes nucléaires, depuis le tir Baker de l'opération Crossroads en juillet 1946 et surtout entre 1952 et 1958. Le temps de séjour de 36Cl dans l'atmosphère est d'environ une semaine. Ainsi, comme marqueur évènementiel des années 1950 dans les sols et les eaux souterraines, le 36Cl est également utile pour dater les eaux de moins de 50 ans. Le 36Cl a été utilisé dans d'autres secteurs des sciences géologiques, comme la datation de la glace et des sédiments.
Fluctuations dans le taux de désintégration
modifierDe récents articles (2010) ont identifié des fluctuations dans les taux de détection du 36Cl et d'autres isotopes[6]. Au moment de l'écriture, il n'a pas été déterminé si celle-ci représentent des anomalies véritables, ou si elles résultent de causes plus communes.
Le , Ephraim Fischbach, professeur de physique à l'université Purdue a émis l'hypothèse que ces fluctuations sont liées à des fluctuations de l'activité solaire. Si le lien de cause à effet pouvait être prouvé, ces fluctuations permettraient de prédire l'imminence des éruptions solaires des heures voire des jours à l'avance[7].
D'autres résultats plus récents ont confirmé cette piste solaire, mais pas l'aspect prédictif. Ainsi, le Chlore 36 est l'un des marqueurs des événements de Miyake, avec le Carbone 14 et le Béryllium 10. Il est associé par exemple à l'événement de 5410 AEC, d'après un carottage de la calotte glaciaire effectué au Dôme Fuji (dôme F) en Antarctique[8].
Notes et références
modifier-
(en) « Live Chart of Nuclides: 36
17Cl
19 », sur www-nds.iaea.org, AIEA, (consulté le ). - (en) « Interactive Chart of Nuclides »(Archive.org • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire ?) (consulté le ).
- (en) M. Zreda et al., « Cosmogenic chlorine-36 production rates in terrestrial rocks », Earth and Planetary Science Letters, vol. 105, , p. 94
- (en) M. Sheppard and M. Herod, « Variation in background concentrations and specific activities of 36Cl, 129I and U/Th-series radionuclides in surface waters », Journal of Environmental Radioactivity, vol. 106, , p. 27-34
- « Chlorine »(Archive.org • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire ?) (consulté le )
- (en) D. Javorsek II et al., « Power Spectrum Analyses of Nuclear Decay Rates », Astroparticle Physics, vol. 34, , p. 173 (DOI 10.1016/j.astropartphys.2010.06.011, Bibcode 2010APh....34..173J, arXiv 1007.0924)
- (en) E. Fischbach, « New system could predict solar flares, give advance warning », .
- (en) K. Kanzawa, F. Miyake, K. Horiuchi et K. Sasa, « High‐Resolution 10 Be and 36 Cl Data From the Antarctic Dome Fuji Ice Core (∼100 Years Around 5480 BCE): An Unusual Grand Solar Minimum Occurrence? », Journal of Geophysical Research: Space Physics, vol. 126, no 10, (ISSN 2169-9380 et 2169-9402, DOI 10.1029/2021JA029378, lire en ligne, consulté le )
- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Chlorine-36 » (voir la liste des auteurs).
Voir aussi
modifierBibliographie
modifier- Fiche radionucléide de l'IRSN : Document PDF de 14 pages Rédaction : C. Colle, C. Adam ; Vérification : F. Bréchignac ; Date de rédaction : 08/01/2002.
