Home

Radioactieve mineralen

Hoe uraniumhoudende mineralen de film van een fotorolletje zwart kunnen maken, was in 1895 nog een raadsel. Onderzoek door Marie Curie en Henri Becquerel leidde tot de ontdekking van de radioactiviteit.
Stralende mineralen

Vrijwel alle scheikundige elementen kunnen deel uitmaken van mineralen. Er komen dus ook radioactieve elementen in een mineraalstructuur voor. Als het radioactieve element een belangrijk bestanddeel is van het mineraal, spreken we van een radioactief mineraal. Een bekend radioactief mineraal is uraniniet (UO2) of 'pekblende'. Dit was het mineraal dat door Marie Curie werd gebruikt bij haar onderzoek. Hierin ontdekt zij het element radium. Radium is een radioactief element, en een zogenaamde dochterisotoop in de vervalreeks van uranium. Andere radioactieve mineralen zijn coffiniet (U(SiO4)(OH)4) en thorianiet (ThO2). Mineralen die vrij veel uranium en thorium kunnen bevatten zijn zirkoon en vooral monaziet.

Zirkoon

In het mineraal titaniet kan uranium voorkomen als ondergeschikt bestanddeel. Tot voor kort hadden zulke radioactieve mineralen een direct economisch belang. Ze werden als ertsen gedolven en dienden als grondstof voor brandstof in kerncentrales.

Stralingsschade en halo's

Bij verval van een radioactief element komt radioactieve straling vrij. In mensen, dieren en planten veroorzaakt die straling schade aan het weefsel. Soms verandert zelfs het genetisch materiaal. Ook in het kristalrooster van mineralen kan radioactieve straling schade veroorzaken. Die schade kan leiden tot kleurverandering van het mineraal. Dat gebeurt bijvoorbeeld bij zirkoon. Door verdere stralingsschade kan zelfs het kristalrooster van de zirkoon kapotgaan. De zirkoon heet dan 'metamict' te zijn. Radioactieve straling kan niet alleen in het radioactieve mineraal zelf schade aanrichten. Het kan tevens schade veroorzaken in de mineralen eromheen. Zo kan verkleuring ontstaan in mineralen die zelf geen radioactieve elementen bevatten.

Kleine korrels zirkoon opgesloten in biotiet, bijvoorbeeld, veroorzaken verkleuring van de biotiet. Dat is onder de microscoop te zien als een donkere kring (een 'halo') in de biotiet rond het zirkoonkorreltje.

Ouderdom en tijdmeting

Het duurt een bepaalde tijd voordat een radioactief atoom vervalt, afhankelijk van het radioactieve element. Dat maakt van radioactiviteit een hulpmiddel om er bijvoorbeeld de absolute ouderdom van een voorwerp mee te bepalen. De ouderdom van de aarde, van meteorieten en de maan, maar ook van zaken uit de menselijke geschiedenis, zijn allemaal gemeten of geschat met behulp van radiometrische ouderdomsbepaling. Radioactieve elementen en hun vervalsproducten kunnen in de geologie ook worden gebruikt om de oorsprong van gesteenten en hun geschiedenis te bepalen. Zo zijn er bijvoorbeeld duidelijke verschillen in de loodsamenstelling (lood is een dochterproduct van verval van uranium en thorium) van basalt in oceanische bekkens, in oceanische eilanden boven hot spots en op de continenten.

Deze verschillen wijzen op verschillen in de samenstelling van de aardmantel, waar deze basalten uit voortkwamen.