الكربون 14 هو نظير مشع للكربون يتكون في طبقة الستراتوسفير للأرض عندما تقصف نيوترونات الأشعة الكونية النيتروجين - 14 الموجود في هذه الطبقات العليا من الغلاف الجوي:
717N + 01ن → 614ج+ 11ح
كما يوضح الرمز أعلاه ، فإن عدد كتلته (كمية البروتونات والنيوترونات في النواة) يساوي 14.
ينتهي به الأمر بدخول دورة الكربون الطبيعية ، حيث يتفاعل مع الأكسجين الموجود في الهواء ، مكونًا ثاني أكسيد الكربون (CO2). ثم يتم دمج هذا الغاز من قبل جميع الكائنات النباتية والحيوانية. تقوم الخضار بعملية التمثيل الضوئي ، حيث تمتص ثاني أكسيد الكربون بالكربون 14. من ناحية أخرى ، يتغذى البشر والحيوانات العاشبة على هذه النباتات كما تحتوي على الكربون 14. في هذه الأثناء ، تتغذى الحيوانات آكلة اللحوم على الحيوانات العاشبة ، وفي النهاية ينتهي بها الأمر إلى أن يتم استيعابها من قبل جميع الكائنات الحية من جميع المستويات الغذائية.
كمية الكربون 14 الموجودة في الغلاف الجوي ثابتة ، تساوي حوالي 14 ديسيبل في الدقيقة. ز-1، هذا بسبب السرعة التي يتشكل بها هذا العنصر هي نفس السرعة التي يتفكك بها.
تمتص الكائنات الحية النباتية والحيوانية الكربون 14 طوال حياتها ، وسيؤدي تركيزه إلى ذلك يزداد حتى يتم إنشاء التوازن المذكور أعلاه وتصبح الكمية بالكتلة من الكربون 14 مساوية لتلك الموجودة في الغلاف الجوي. ومع ذلك ، عندما يموت النبات أو الإنسان أو الحيوان ، لا يُمتص الكربون ويتفكك فقط.
مع أخذ ذلك في الاعتبار ، يستخدم العلماء الكربون 14 لتحديد عمر الحفريات الحيوانية والنباتية أو أي شيء منتج ثانوي لذلك ، مثل قطعة من الخشب أو القماش.
تُستخدم تقنية التأريخ بالكربون 14 لتحديد عمر الحفرية كما هو موضح أعلاه.
لهذا ، فإن فترة نصف العمر أو فترة شبه التفكك من الكربون 14 ، وهو الوقت الذي يستغرقه نصف نواته المشعة ليتفكك ، أي الوقت الذي تستغرقه عينة المادة المشعة لتقل إلى النصف. يبلغ عمر النصف للكربون 14 حوالي 5730 سنة:
منحنى الاضمحلال الإشعاعي للكربون 14
لذلك ، ضع في اعتبارك مثالًا لمعرفة كيفية تحديد عمر الحفريات. لنفترض أنه تم العثور على حفرية لحيوان ، وبعد التحليل ، وجد أن محتوى الكربون 14 يصل إلى 1.25 جزء في البليون. لذلك فهي تحتوي على 12.5٪ من محتوى الكربون الموجود في الكائنات الحية. هذا يعني أن الحيوان المعني قد مات ومنذ ذلك الحين أكمل الكربون 14 ثلاثة أنصاف عمر ، وهو ما يعطي إجماليًا17190 سنة.هذا هو عصر الأحفورة!
يمكن تطبيق تقنية التأريخ بالكربون -14 بأمان فقط على الأشياء التي يتراوح عمرها بين 100 و 40 ألف عام. في حالة تأريخ الأجسام التي يبلغ عمرها حوالي 100 عام ، سيكون مقدار الإشعاع المنبعث يتناقص قليلاً جدًا ، وفي حالة الأجسام التي يزيد عمرها عن 40.000 عام ، سيكون الإشعاع المنبعث عمليا يساوي الصفر.
بقلم جينيفر فوغاسا
تخرج في الكيمياء
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-carbono-14.htm