Uhlík 14 je radioaktivní izotop uhlíku, který se tvoří ve stratosféře Země, když neutrony kosmického záření bombardují dusík – 14 přítomný v těchto horních vrstvách atmosféry:
717N+ 01n → 614C+ 11H
Jak ukazuje jeho symbol výše, jeho hmotnostní číslo (množství protonů a neutronů v jádře) se rovná 14.
Končí tím, že vstoupí do přirozeného koloběhu uhlíku, protože reaguje s kyslíkem ve vzduchu a vytváří oxid uhličitý (CO2). Tento plyn je pak inkorporován všemi rostlinnými a živočišnými bytostmi. Zelenina provádí proces fotosyntézy, při kterém absorbuje oxid uhličitý uhlíkem 14. Lidé a býložraví zvířata se na druhé straně živí těmito rostlinami a také obsahují uhlík 14. Mezitím se masožravci živí býložravými zvířaty a nakonec je asimilován všemi živými bytostmi všech trofických úrovní.
Množství uhlíku 14 přítomného v atmosféře je konstantní, rovná se asi 14 dpm. G-1, to proto rychlost, s jakou se tento prvek tvoří, je stejnou rychlostí, jakou se rozpadá.
Rostlinné a živočišné organismy absorbují uhlík 14 po celý svůj život a jeho koncentrace bude roste, dokud se neustaví výše uvedená rovnováha a množství uhlíku 14 se rovná množství přítomného v atmosféra. Když však rostlina, člověk nebo zvíře zemře, uhlík se již nevstřebává a pouze se rozpadá.
S ohledem na to vědci používají uhlík 14 k určení stáří zvířecích a rostlinných fosilií nebo jakéhokoli předmětu, který je jejich vedlejším produktem, jako je kus dřeva nebo látky.
Technika datování uhlíkem-14 se používá k určení stáří fosílie, jak je uvedeno výše.
Pro toto, poločas rozpadu nebo období polorozpadu uhlíku 14, což je doba, za kterou se rozpadne polovina jejích radioaktivních jader, tedy doba, za kterou se vzorek radioaktivního materiálu zredukuje na polovinu. Poločas rozpadu uhlíku 14 je přibližně 5730 let:
Křivka radioaktivního rozpadu uhlíku 14
Zvažte tedy příklad, abyste viděli, jak určit stáří fosilií. Řekněme, že se najde fosilie zvířete a po analýze se zjistí, že má obsah uhlíku-14 1,25 ppb. Má tedy 12,5 % obsahu uhlíku nalezeného v živých věcech. To znamená, že dotyčné zvíře zemřelo a od té doby uhlík 14 dokončil tři poločasy života, což dává celkem17 190 let.To je věk fosílie!
Techniku datování uhlíkem-14 lze bezpečně aplikovat pouze na předměty staré 100 až 40 000 let. V případě datování objektů starých kolem 100 let bude mít množství emitovaného záření klesá velmi málo a v případě objektů starších 40 000 let bude emitované záření prakticky rovna nule.
Autor: Jennifer Fogaça
Vystudoval chemii
Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-carbono-14.htm