Радиоактивный изотоп углерода 14 С образуется в основном в верхних слоях земной атмосферы под действием быстрых нейтронов на природный азот по реакции 14 N(n,p) 14 C. Ядра,4 С распадаются с испусканием (3-частиц с максимальной энергией 156 кэВ. Период полураспада углерода-14 равен 5730 ± 30 лет.
В атмосфере образуется 3,4 10 26 атомов 14 С в год. Между его образованием и распадом всегда существовало равновесие, благодаря которому постоянно поддерживалась удельная активность углерода, свойственная живой материи. В смеси природных изотопов углерода на долю 14 С приходится 1,8 10 -10 %, что соответствует 0,23 Бк/г . В живых организмах происходят процессы обмена веществ, благодаря которым поддерживаетКосмогенные радионуклиды, образующиеся в атмосфере
Таблица 3.5
|
Радионуклид |
Период полураспада |
Характер распада, энергия частиц, МэВ |
Удельная активность в воздухе, Бк/10 3 м 3 |
Концентрация в атмосферных выпадениях, Бк/10 3 л |
|
2,6 10 6 лет |
Р (0.553) у (0.48) |
(4 - 40) 10~ 5 |
||
|
р + (95%)(0,54) Э.з*. (5%); у (1,28) |
||||
|
Р (1,37; 4,17) У (1,37; 2,75) |
||||
|
37 Аг |
Э.з., у (0,815) |
|||
|
41 Аг |
Р (1,245; 2,55) |
|||
|
Э.з., р (0,716) |
||||
|
р (1,11; 2,77; 4,81) у (1,60; 2,12) |
||||
|
р (1,65; 2,90) у (0,36; 1,31) |
||||
|
Р (0,15; 0,7) у (0,15; 0.54) |
* Э.з - электронный захват.
ся равновесная концентрация 14 С. После гибели организма обмен с окружающей средой прекращается, и запасы 14 С больше не пополняются. Археологи, находя останки древних растений, животных или человека, могут по соотношению 14 С и общего содержания углерода в найденных пробах установить возраст этих останков. Очевидно, при отборе проб для углеродного датирования важно в любом случае обеспечить изоляцию отбираемых проб от контакта с современным углеродом (в частности, со всегда присутствующим в воздухе газообразным диоксидом углерода), так как незначительная примесь современного углерода в исследуемой пробе может существенно исказить результаты датирования.
До 1850 г. радиоактивность сохранялась на уровне 13,5 распадов в минуту на 1 г углерода с некоторыми отклонениями от этой величины. Однако по крайней мере дважды после 1850 г. существовавшее равновесие подвергалось нарушениям .
Первый раз это произошло в связи с интенсификацией использования ископаемых горючих материалов в качестве источников энергии (каменный уголь, нефть, природный газ), что привело к выбросу в атмосферу больших количеств диоксида углерода, не содержавшего радиоактивный углерод в силу древнего происхождения этих горючих материалов (соединения с «мертвым углеродом»). Эти выбросы снизили содержание углеро- да-14 в диоксиде углерода атмосферы (эффект Зюсса) }
