Вуглець-14

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Вуглець-14
General
Назва,символ радіовуглець, радіокарбон,14C
Кількість нейтронів 8
Кількість протонів 6
Ядерні властивості
Період напіврозпаду 5,70 (3) ×103[1] років
Атомна маса +14,003241989 (4)[2] а.о.м
Спін 0+[1]
Канал розпаду Енергія розпаду
β- 0,156476 (4)[2] МеВ

Вуглець-14 (лат. C-14, історичні назви радіовуглець, радіокарбоня) — радіоактивний нуклід хімічного елемента вуглецю з атомним номером 6 і масовим числом 14.

Вуглець-14 є одним з природних радіоактивних ізотопів. 27 лютого 1940 його вперше виявили під час своїх експериментів американські фізики Мартін Девід Кеймен та Самуел Рубен. Період його напіврозпаду, що становить 5730 ± 30 років, був встановлений пізніше (Мартін Кеймен у своїх перших експериментах отримав 2700 і 4000 років[3], Ліббі 1951 року прийняв час напіврозпаду у 5568 ± 30 років). Це дозволило використовувати цей ізотоп для встановлення віку радіоактивним шляхом у геології при датуванні біоматеріалів віку до 50 000 років. Найчастіше використовується у льодовиковій та післяльодниковій геології, в археології, а також у фізиці атмосфери, геоморфології, гляціології, гідрології та грунтознавстві, у фізиці космічних променів, фізиці Сонця і в біології, не лише для датувань, але і як трасер різних природних процесів.[4]

Вуглець-14 утворюється в атмосфері з азоту-14 під впливом космічних променів. Відносний вміст вуглецю-14 у відношенні до «звичайного» (вуглецю-12) в атмосфері залишається приблизно постійним (приблизно 1:1012). Як і звичайний вуглець, 14C вступає у реакцію з киснем, утворюючи вуглекислий газ, який потрібен рослинам у процесі фотосинтезу. Люди та різні тварини потім споживають рослини та виготовлені з них продукти в їжу, засвоюючи таким чином і вуглець-14.

Утворення та розпад[ред.ред. код]

Вуглець-14 утворюється у верхніх шарах тропосфери та стратосфери внаслідок поглинання атомами нітрогену-14 теплових нейтронів, які у свою чергу є результатом взаємодії космічних променів та сполук атмосфери:

\mathrm{~^{1}_{0}n} + \mathrm{~^{14}_{7}N} \rightarrow \mathrm{~^{14}_{6}C}+ \mathrm{~^{1}_{1}H}.

Перетин процесу 14N(n, p) 14C достатньо високий (1,83 барн). Він у 25 разів вище, ніж перетин конкуруючого процесу — радіатівного захоплення теплового нейтрона 14N(n, γ) 15N.

З найбільшою швидкістю вуглець-14 утворюється на висоті від 9 до 15 км на високих геомагнітних широтах, проте потім він рівномірно розподіляється по всій атмосфері.

Ще один природний канал утворення вуглецю-14 — відбувається з дуже малою ймовірністю кластерний розпад деяких важких ядер, що входять до радіоактивних рядів. Останнім часом виявлений розпад з емісією вуглецю-14 ядер 224Ra (ряд торію), 223Ra (ряд урану-актинія), 226Ra (ряд урану-радію); передбачений, але експериментально не виявлений аналогічний процес для інших природних важких ядер (кластерна емісія вуглецю-14 виявлена ​​також для відсутніх у природі нуклідів 221Fr, 221Ra, 222Ra та 225Ac). Швидкість утворення радіогенного вуглецю-14 з цього каналу занадто мала порівняно зі швидкістю утворення космогенного вуглецю-14.[5]

Вуглець-14 зазнає β--розпад, внаслідок розпаду утворюється стабільний нуклід 14N (виділяється енергія 156,476 (4) кеВ[2]) :

\mathrm{~^{14}_{6}C}\rightarrow\mathrm{~^{14}_{7}N}+ e^-+ \bar{\nu}_e.

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. а б Шаблон:Справочник:Nubase2003
  2. а б в Шаблон:Справочник:AME2003
  3. Martin David Kamen. «Radiant science, dark politics: a memoir of the nuclear age».
  4. В. Левченко. — «Радиоуглерод и абсолютная хронология: записки на тему». — «Русский Переплёт», 18 декабря 2001.
  5. Baum, E. M. et al. (2002). Nuclides and Isotopes: Chart of the nuclides 16th ed.. Knolls Atomic Power Laboratory (Lockheed Martin).
Ізотопи Це незавершена стаття про ізотоп хімічного елемента.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.