Аргон ( 18 Ar) имеет 26 известных изотопов : от 29 Ar до 54 Ar и 1 изомер ( 32m Ar), из которых три стабильны ( 36 Ar, 38 Ar и 40 Ar). На Земле 40 Ar составляет 99,6% природного аргона. Самыми долгоживущими радиоактивными изотопами являются 39 Ar с периодом полураспада 268 лет, 42 Ar с периодом полураспада 32,9 года и 37 Ar с периодом полураспада 35,04 дня. Все остальные изотопы имеют период полураспада менее двух часов, а у большинства менее одной минуты. Наименее стабильным является 29 Ar с периодом полураспада примерно4 × 10−20 секунд . [4]
Встречающийся в природе 40 К с периодом полураспада 1,248 × 109 лет, распадается до стабильного 40 Ar путем захвата электронов (10,72%) и эмиссии позитронов (0,001%), а также превращается в стабильный 40Ca посредством бета-распада (89,28%). Эти свойства и соотношения используются для определения возраста горных пород посредством калий-аргонового датирования . [5]
Несмотря на то, что 40 Ar задерживается во многих породах, он может выделяться при плавлении, измельчении и диффузии. Почти весь аргон в земной атмосфере является продуктом распада 40 К, поскольку 99,6% земного атмосферного аргона состоит из 40 Ar, тогда как на Солнце и предположительно в первичных звездообразующих облаках аргон состоит из < 15% 38 Ar и преимущественно (85%) 36 Ar. Точно так же соотношение трех изотопов 36 Ar: 38 Ar: 40 Ar в атмосферах внешних планет составляет 8400:1600:1. [6]
В атмосфере Земли радиоактивный 39 Ar (период полураспада 268(8) лет) образуется в результате активности космических лучей , преимущественно из 40 Ar. В подземной среде он также образуется за счет захвата нейтронов при температуре 39 К или альфа - излучения кальция . Содержание 39 Ar в природном аргоне оценивается как (8,0±0,6)×10-16 г /г или (1,01±0,08) Бк/кг 36, 38, 40 Ar. [7] Содержание 42 Ar (период полураспада 33 года) в атмосфере Земли ниже 6×10 −21 частей на часть 36, 38, 40 Ar. [8] Для многих проектов требуется аргон, обедненный космогенными изотопами , известный как обедненный аргон. [9] Более легкие радиоактивные изотопы могут распадаться на различные элементы (обычно хлор ), а более тяжелые — на калий .
36 Ar в форме гидрида аргона был обнаружен в остатке сверхновой Крабовидной туманности в 2013 году. [10] [11] Это был первый случай, когда благородная молекула была обнаружена в космическом пространстве . [10] [11]
Радиоактивный 37 Ar представляет собой синтетический радионуклид, который образуется в результате захвата нейтронов 40 Ca с последующим испусканием альфа-частиц в результате подземных ядерных взрывов . Период полураспада составляет 35 дней. [5]