Taux de production du protactinium et du thorium

[invite8ef2d56d]

Bonjour à tous,

je viens de m'inscrire sur futura-sciences et je ne sais donc pas si ce sujet a sa place dans "Géologie" ou si j'aurais plutôt dû le mettre dans le forum "Physique"... Donc désolé si je me suis trompé !!
Je m'intéresse à l'intensité de la circulation océanique et j'essaye donc de comprendre le proxy 231Pa/230Th. Le principe de cette méthode est basé, si j'ai bien compris, sur le fait que les taux de production du protactinium et du thorium sont constants dans les océans du fait du renouvellement constant de l'uranium océanique par les rivières, etc... On a donc (231Pa/230Th) = 0.093. Ce que je ne comprend pas ce sont les unités des taux de production du protactinium et du thorium.
J'aurais pensé que les taux de production étaient les activités de l'uranium 234 et de l'uranium 235 respectivement pour le 230Th et le 231Pa puisque la désintégration de l'uranium 234 donne le thorium 230 et que celle de l'uranium 235 donne le protactinium 231. Or les taux de production sont exprimés ainsi dans la littérature:
P(Th) = A(234)*lambda(230)
P(Pa) = A(235)*lambda(231)
Je ne comprend donc pas pourquoi les lambda (constantes de désintégrations) interviennent dans ces équations. D'autant plus que les unités du taux de production deviennent des dpm.m(-3).an(-1). Je ne comprends du coup pas le sens physique des unités et du taux de production...

Voilà, si quelqu'un pouvait m'expliquer ça serait super! Merci d'avance!
-----

[Tawahi-Kiwi]

Salut,

taux de production est un peu un terme etrange, mais bon admettons, la geochimie marine n'etant pas ma specialite .

Dans ton equation, je ne sais pas trop ce que represente A(234), mais bon je suppose qu'il s'agit de la desintegration de ²³⁴U en en thorium; constante en fonction de la concentration en element-mere.
λ230, je suppose qu'il s'agit de la constante de desintegration du thorium 230. Vu que ca demi-vie est de l'ordre de quelques dizaines de milliers d'annees (de meme que protactinium-231), suivant le type de proxy que tu cherches a utiliser, et l'echelle de temps, je suppose que tu dois corriger le Pa/Th suivant l'instabilite meme de ces isotopes.

T-K

[invite8ef2d56d]

Merci pour ta réponse!
Le terme "taux de production" vient de "production rate" en anglais. Je n'ai rien lu en français sur le sujet donc je ne sais pas si le nom diffère
A(234) et A(235) sont effectivement les activités de l'uranium 234 et 235 et λ230 ainsi que λ231 sont les constantes de désintégration du thorium et du protactinium (j'ai fait un ctrl+c sur tes lambdas parce que je sais pas les faire ). Je ne pense pas que le λ serve à corriger pour l'effet de la désintégration car dans ce que j'ai lu pour le moment, l'effet de la désintégration est souvent négligé. C'est l'adsorption du Th et du Pa sur les particules qui sédimentent qui sert de base pour le proxy, et comme les temps de résidence moyen du Th et du Pa dans l'océan sont de 50 et 200 ans, l'effet de la désintégration radioactive en tant que sortie de Pa/Th est négligé. On a une entrée constante de Pa et Th liée à l'activité constante de U234 et U235 et la sortie de Pa et Th est contrôlée par le taux de sédimentation.
Ce que je ne comprends pas c'est pourquoi l'entrée constante de Pa - Th est exprimée en désintégration par minute par mètre cube par an... C'est peut être simplement une convention mais je n'arrive pas à m'imaginer du coup ce que signifie ce taux de production. Comme A(234) peut être considéré comme de la création de Th par minute, alors A(234)*λ230 correspondrait à de la désintégration de Th par minute par an (par mètre cube mais ça je comprend )... Désolé, je n'avais pas été très clair sur mes unités! Mais merci pour ta réponse et si tu arrives à comprendre se sens des unités, je veux bien que tu me le dises !! De mon côté je continue à chercher et si je trouve quelque chose de convainquant je le posterai!

[Tawahi-Kiwi]

Salut,

production rate revient au meme, je concois que c'est une mesure qui s'exprime en cpm.m^-3.s^-1, donc une mesure de concentration en fonction du temps. Dans le cas des isotopes radioactifs, si on considere un systeme ferme, cette concentration en fonction du temps est donc fonction de la demi-vie de l'isotope mere et la demi-vie de l'isotope etudie. Si on considere ensuite que le second est negligeable et le premier constant, j'ai du mal a voir comment cette concentration va varier en fonction du temps autre qu'au travers d'une decroissance logarithmique.
Ce que je connais (vaguement) du systeme Pa/Th, c'est la datation sedimentaire. Dans ce cas-la, ce sont les demi-vies de Pa et Th qui sont essentielles. Ici, il s'agit d'un probleme de geochimie isotopique, donc cela depend exactement de ce que ce proxy est sense montre. Ca permet peut etre de comprendre ce qui est negligeable et pourquoi.

λ etant un constante de desintegration, elle s'exprime en s^-1. Si le taux de production est une concentration en fonction du temps, alors A (= activite ?!?) a des cpm/m^-3 pour unite. C'est une mesure de concentration instantanee ou la demi-vie n'intervient pas. Generalement je comprends le terme activite dans le sens de son potentiel chimique; je ne crois pas que ce soit le cas ici, mais il serait peut etre bon de savoir ce que "A" signifie. Et si λ_fille n'est pas sense intervenir, que fait-il dans cette relation ?
Si ""A"" est la concentration instantanee d'uranium, sa relation en tant que producteur de Th ou Pa est constante, c'est peut etre ce que signifie "activite" = [U]e^-λ, des lors, c'est l'input en Th ou Pa par unite de temps; λTh ou λPa etant l'output de desintegration, je ne vois pas beaucoup d'autres solutions.

Fais moi savoir si tu peut remettre de l'ordre dans cette relation,

T-K

[A voir en vidéo sur Futura]