放射年代測定

放射年代測定（ほうしゃねんだいそくてい、英: radiometric dating）とは、原子核崩壊による核種変化、または放射線による損傷を利用して、岩石や化石の年代（形成以降の経過年数）を測定することである。

測定された年代を絶対年代と言っていたことがあったが、現在は放射年代と言う。これは、年代測定の方法や試料の性質により、測定された年代の意味が異なることにより、絶対的な年代ではないことによる。従って、その解釈は慎重に行なう必要がある。

放射年代測定には、大きく分けて2種類の方法がある。

特定の放射性核種の崩壊を利用する方法

• カリウム - アルゴン法
• アルゴン - アルゴン法
• ウラン - 鉛法
• ルビジウム - ストロンチウム法 (Rb-Sr)
• ヘリウム－ヘリウム法 (He-He)
• ヨウ素－キセノン法 (I-Xe)
• ランタン－バリウム法 (La-Ba)
• 鉛－鉛法 (Pb-Pb)
• ルテチウム－ハフニウム法 (Lu-Hf)
• ネオン－ネオン法 (Ne-Ne)
• レニウム－オスミニウム法 (Re-Os)
• サマリウム－ネオジム法 (Sm-Nd)
• ウラン-鉛-ヘリウム法 (U-Pb-He)
• ウラン-トリウム法 (U-Th)
• ウラン－ウラン法 (U-U)
• ヨウ素129法 - ウランの放射壊変や宇宙線等、自然から供給される半減期1,570万年であるヨウ素129とヨウ素127の存在度比を利用する。
• 炭素14法（放射性炭素年代測定） - 半減期約5,730年の炭素14を使用する。地層の中から産出した貝殻、埋れ木、木炭、泥炭などの有機物を対象として測定され、年代の特定には他の手法を併用した総合的な分析が行われる。±50年くらいの精度である。

上記の方法では、対象とする核種が移動しなくなった時点が年代の出発点となる。たとえば、炭素14法では、生物が死んで外界と物質交換を行わなくなった時点である。それ以外の多くの方法では、鉱物が結晶化した時点である。ただし、火成岩・変成岩がゆっくり冷えた場合などは、結晶化後も拡散等による元素移動があるので、ある程度冷却が進んだ時点に相当する。ある温度で元素移動がなくなったとみなすことができる場合、その温度を閉鎖温度という。

一般に、N₀ : 出発時点での放射性元素の個数、N : 出発時点から時間 t 後の核の残数、T : 半減期 としたとき、

$N=N_{0}\left({\frac {1}{2}}\right)^{t/T}$

自然放射線による固体物質内の損傷を利用する方法

• フィッショントラック法（FT法）
• 熱ルミネッセンス法（TL法）
• 電子スピン共鳴法（ESR法）

放射線による損傷は、熱によって回復することが知られている。したがって、これらの方法における年代の出発点は、特定の温度（リセット温度という）よりも冷えた時点、または固体化・結晶化した時点となる。

参考文献

• 兼岡一郎『年代測定概論』東京大学出版会、1998年。ISBN 4-13-060722-7。http://home.hiroshima-u.ac.jp/er/ES_N_N1.html。 

関連項目

• 理化学的年代
• 質量分析
• 質量分析器
• 二次イオン質量分析法
• SHRIMP