Hva er rollen til Carbon 14 for Dato Bestemmelse

Hva er rollen til Carbon 14 for Dato Bestemmelse

Karbon finnes i naturen i form av tre viktigste isotoper - C12, C13, begge om noe som er stabile, og C14 som er ustabilt eller radioaktivt. Den C12 utgjør 98,89%, C13 - 1,11%, mens C14 - utgjør bare 0,00000000010%.

Dette betyr at en karbon 14 atom eksisterer i naturen for alle 1.000.000.000.000 C12-atomer i levende materiale.

Siden 14C er ustabil det forfaller tilbake til Nitrogen N14 fra den ble dannet i den øvre atmosfæren, og som det henfaller den avgir en svak beta partikkel (b), eller elektron, som besitter en gjennomsnittlig energi 160keV. Forfallet kan vises:

14C => 14N + b

Libby, Anderson og Arnold (1949) var de første til å måle hastigheten på denne forfall. De fant at etter 5568 år, vil halvparten av C14 i den opprinnelige prøven har forfalt og etter en 5568 år, vil halvparten av det resterende materialet har forfalt, og så videre. Halveringstiden (t 1 / 2) er navnet gitt til denne verdien som Libby målt til 5568 ± 30 år. Dette ble kjent som Libby halveringstiden.

Imidlertid er bruken av denne phenonemon begrenset 50 - 60 000 år dvs. 10 halveringstider. Etter 10 halveringstider, er det en svært liten mengde radioaktivt karbon til stede i en prøve. Utover ca 50-60 000 år, da, er grensen av teknikken nådd, og andre radiometriske metoder må brukes.

Den 14C dannes i den øvre atmosfæren gjennom effekten av kosmisk stråling nøytroner på nitrogen 14. Reaksjonen er:

14N + n => 14C + p

Hvor n er et nøytron og p er et proton.

Den 14C dannes raskt oksideres til 14CO2 og kommer inn i jordas planter og dyr lifeways gjennom fotosyntesen og næringskjeden.

Planter og dyr som utnytter karbon i biologiske foodchains ta deg 14C i løpet av sin levetid. De eksisterer i likevekt med C14 konsentrasjonen i atmosfæren, som er, holder antall C14 atomer og ikke-radioaktive karbonatomer omtrent det samme over tid. Så snart en plante eller dyr dør opphører, de metabolske funksjon karbonopptak, og det er ikke mer i tar av radioaktivt karbon, bare forfall.

Ved å måle C14 konsentrasjonen eller gjenværende radioaktivitet på en prøve hvis alder er ikke kjent, er det mulig å få countrate eller antall forfall hendelser per gram Carbon. Ved å sammenligne dette med moderne aktivitet og bruk av målte halveringstiden blir det mulig å beregne en dato for død av prøven.

Libby og hans team i utgangspunktet testet radiokarbondatering metoden på prøver fra forhistoriske Egypt. De valgte prøver hvis alder kunne være uavhengig bestemmes. En prøve av akasietre fra graven til pharoah Zoser, tredje dynastiet, 2700-2600 f.Kr. ble innhentet og datert. Libby tenkte at siden halveringstiden for C14 var 5568 år, bør de få en C14 konsentrasjon på ca 50% det som ble funnet i levende tre. Resultatene de fikk indikert dette var tilfelle.

Den C14 Teknikken har vært og fortsatt brukes, og brukes i mange, mange forskjellige områder, inkludert hydrologi, atmosfærisk vitenskap, oseanografi, geologi, palaeoclimatology, arkeologi og biomedisin.

Senere målinger av Libby halveringstiden indikerte tallet var ca. 3% for lav og en mer nøyaktig halveringstid var 5730 ± 40 år. Dette er kjent som Cambridge halveringstid. (Hvis du vil konvertere en "Libby" alder til en alder ved hjelp av Cambridge halveringstid, må man multipliser med 1.03).

Libby fikk nobelprisen i kjemi i 1960.

Radiokarbondatering Labs: