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Principe de la méthode de datation par chaînes radioactives

 

Principe de la datation

  • L'élément uranium possèdent deux isotopes radioactifs à longue vie : l'uranium 235 et l'uranium 238. Chaque isotope se désintègre par étapes successives et est à l'origine de familles radioactives dont le dernier isotope stable est un isotope du plomb. Ainsi 235U donne 207Pb et 238U donne 206Pb.

 

famille_uranium238.jpg

 

En fait, tout se passe comme si il ne produisait qu'une seule réaction directe de désintégration pour chaque isotope :

desintegration_uranium2.jpg

En effet, on peut négliger les réactions intermédiaires car leurs demi-vie sont très faibles par rapport aux temps de demi-vie des réactions précédentes qui valent respectivement 4,47 Ga et 0,704 Ga. Pour information, ces constantes radioactives ont été déterminées en 1971 par Jeffrey et al.

 

  • En supposant que le système est resté fermé, on peut écrire que la quantité de plomb 206 présent actuellement dans la roche (206Pb(actuel)) est la somme du plomb présent à l'origine (206Pb(0)) et du plomb 206 produit par la désintégration radioactive (206Pb(radiogénique)).

uranium1.jpg

 La quantité d'uranium 238 présent actuellement suit la loi de décroissance radioactive :

uranium3.jpg

La quantité de plomb 206 produit par la désintégration radioactive correspond au nombre de désintégrations subies par l'uranium 238 :

 uranium2.jpg

On obtient donc la relation :

uranium4.jpg

On procède de même pour la désintégration de l'uranium 235 :

uranium9.jpg

En faisant le rapport entre ces deux relations, on obtient : 

uranium7.jpg

Actuellement, on a :

uranium19.jpg
 

 

En déterminant la valeur du rapport isotopique (207Pb/206Pb)radiogénique on pourra donc estimer directement le temps écoulé depuis la fermeture du système.

Nous allons maintenant nous intéresser à la mise en oeuvre de cette méthode de datation.

 

 

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