Vilken roll spelar Carbon 14 för datum Bestämning
Kol finns i naturen i form av tre huvudsakliga isotoper - C12, C13, både om vilka är stabila, och C14 som är instabil eller radioaktivt. Den C12 utgör 98,89%, C13 - 1,11%, medan C14 - endast utgör 0,00000000010%.
Detta innebär att en kol-14 atom finns i naturen för varje 1.000.000.000.000 C12 atomer i levande material.
Eftersom 14C är instabil det sönderfaller till kväve N14 från vilken det har bildats i den övre atmosfären, och eftersom det sönderfaller den avger en svag beta partikel (b), eller elektron, som har en en genomsnittlig energi 160keV. Sönderfallet kan visas:
14C => 14N + b
Libby, Anderson och Arnold (1949) var de första att mäta graden av detta förfall. De fann att efter 5568 år kommer hälften av kol-14 i det ursprungliga urvalet har vissna och efter ytterligare 5568 år kommer hälften av det kvarvarande materialet har förfallit, och så vidare. Halveringstiden (t 1 / 2) är namnet på detta värde som Libby uppmätt vid 5568 ± 30 år. Detta blev känt som Libby halveringstid.
Är dock användningen av detta också fenomenet begränsas till 50 - 60 000 år dvs 10 halveringstider. Efter 10 halveringstider, finns det en mycket liten mängd radioaktivt kol som finns i ett prov. Bortom cirka 50 - 60 000 år, så är gränsen för den tekniken nått, och andra radiometriska metoder måste användas.
Den 14C bildas i den övre atmosfären genom inverkan av kosmisk strålning neutroner på kväve 14. Reaktionen är:
14N + n => 14C + p
Där n är en neutron och p är en proton.
Den bildade 14C snabbt oxideras till 14CO2 och kommer in i jordens växt-och levnadssätt djur genom fotosyntesen och näringskedjan.
Växter och djur som utnyttjar koldioxid i biologiska foodchains ta upp 14C under sin livstid. De finns i jämvikt med C14 koncentration i atmosfären, det vill säga stannar antalet C14 atomer och icke-radioaktiva kolatomer ungefär samma över tiden. Så snart en växt eller ett djur dör, upphör de den metaboliska funktionen av koldioxid upptag, det finns ingen mer intaking av radioaktivt kol, bara förfall.
Genom att mäta C14 koncentrationen eller kvarvarande radioaktivitet ett prov vars ålder är okänd, är det möjligt att erhålla countrate eller antalet sönderfall händelser per gram kol. Genom att jämföra detta med moderna nivåer av aktivitet och att använda de uppmätta halveringstiden det blir möjligt att beräkna ett datum för dödsfallet av provet.
Den C14 Tekniken har varit och fortsätter att tillämpas och användas i många, många olika områden inklusive hydrologi, atmosfären, oceanografi, geologi, paleoklimatologi, arkeologi och biomedicin.
Senare mätningar av Libby halveringstid visade var siffran ca. 3% för lågt och att en mer exakt halveringstiden var 5730 ± 40 år. Detta kallas Cambridge halveringstid. (För att konvertera en "Libby" ålder för att en ålder med hjälp av Cambridge halveringstid, måste man multiplicera med 1,03).
Libby fick Nobelpriset i kemi 1960.
Radiocarbon Labs:
