Carbon istnieje w przyrodzie w postaci trzech głównych izotopów - C12, C13, zarówno jeśli które są stabilne i C14, które jest niestabilne lub radioaktywnych. Stanowi 98,89% C12, C13 - 1,11%, podczas gdy C14 - stanowi jedynie 0,00000000010%.
Oznacza to, że jeden atom węgla 14 istnieje w przyrodzie dla każdego 1,000,000,000,000 atomów C12 w żywym materiałem.
Od 14C jest niestabilny to rozpada się z powrotem do azotu N14 z którym została ona założona w górnych warstwach atmosfery, a jak to rozpada emituje cząsteczki beta słaby (b), lub elektronów, która posiada średnią energię 160keV. Rozkład można wykazać:
14C => 14N + b
Libby, Anderson i Arnold (1949) byli pierwszymi, którzy mierzą szybkość tego rozpadu. Okazało się, że po 5568 rok, połowa C14 w pierwotnej próbce będzie zepsute i po kolejnych 5568 rok, połowa tej pozostały materiał będzie zepsute, i tak dalej. Okres półtrwania (t 1 / 2) to nazwa nadana tej wartości, które Libby mierzy w 5568 ± 30 lat. Ten stał się znany jako czas półtrwania Libby.
Jednakże stosowanie tego phenonemon jest ograniczona do 50 - 60 000 lat, czyli 10 półtrwania. Po 10 półtrwania, jest bardzo mała ilość radioaktywnego węgla obecnego w próbce. Za około 50 - 60 000 lat, a następnie, granica technika nie zostanie osiągnięte, i innych technik radiometrycznych mogą być wykorzystane.
14C powstaje w górnych warstwach atmosfery poprzez działanie promieni kosmicznych na neutrony azotu 14. Reakcja jest:
14N + n => 14C + p
Gdzie n jest neutron i proton p jest.
14C powstały szybko utlenia się do 14CO2 i wchodzi na Ziemi roślin i zwierząt lifeways w procesie fotosyntezy i łańcuchu pokarmowym.
Rośliny i zwierzęta, które wykorzystują węgla w biologicznych foodchains podjęcia 14C podczas ich życia. Istnieją one w równowadze z C14 stężenie w atmosferze, czyli liczby atomów C14 i nie radioaktywnych atomów węgla pozostaje w mniej więcej tym samym czasie. Gdy tylko roślina lub zwierzę umiera, przestaje funkcji metabolicznych pochłaniania dwutlenku węgla, nie ma więcej intaking węgla radioaktywnego, zanik tylko.
Poprzez pomiar stężenia C14 lub pozostałości radioaktywności próbki, których wiek nie jest znany, możliwe jest uzyskanie countrate lub liczbę zdarzeń rozpadu na gram węgla. Porównując to z nowoczesnym poziom aktywności i przy wykorzystaniu zmierzonej półtrwania staje się możliwe, aby obliczyć datę śmierci próbki.
Libby i jego zespół początkowo testowane metody radiowęglowej na próbkach od prehistorii Egiptu. Wybrali próbek, których wiek można samodzielnie określić. Próbki z drzewa akacjowego z grobowca faraona Zoser, 3. Dynasty, 2700-2600 pne zostało uzyskane i opatrzone datą. Libby uznał, że od czasu półtrwania C14 był 5568 rok, powinny one otrzymać C14 stężeniu około 50% tego, co stwierdzono w życie drewna. Wyniki, które uzyskali określone tak było.
C14 techniki były i nadal są stosowane i wykorzystywane w wielu, wielu różnych dziedzin, w tym hydrologii, nauka atmosferyczne, oceanografia, geologia, paleoklimatologii, archeologii i biomedycynie.
Później pomiarów pół Libby życia wskazane było to ok. 3% za niskie i bardziej dokładne okres półtrwania wynosił 5730 ± 40 lat. Jest to znane jako pół-Cambridge życia. (Aby przekonwertować "Libby" wieku do wieku użyciu połowy Cambridge życie, należy pomnożyć przez 1,03).
Libby otrzymał nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w 1960 roku.
Labs radiowęglowego:
No comments:
Post a Comment