Ciò significa che un atomo di carbonio 14 è presente in natura per ogni 1.000.000.000.000 atomi di C12 in materia viva.
Poiché 14C è instabile decade indietro azoto N14 da cui è derivata nell'atmosfera superiore, e come esso decade emette una particella beta debole (b), o di elettroni, che possiede una energia media di 160keV. Il decadimento può essere visualizzata:
14C => 14N + b
Libby, Anderson e Arnold (1949) furono i primi a misurare la velocità di questo decadimento. Essi hanno scoperto che dopo 5.568 anni, la metà della C14 nel campione originale avrà decaduto e dopo altri 5.568 anni, la metà di quel materiale residuo dovrà cariati, e così via. L'emivita (t 1 / 2) è il nome dato a questo valore che Libby misurata a 5.568 ± 30 anni. Questo divenne noto come il tempo di Libby emivita.
Tuttavia, l'uso di questo phenonemon è limitata a 50 - 60 000 anni ossia il 10 emivita. Dopo 10 emivita, vi è una piccola quantità di carbonio radioattivo presente in un campione. Al di là di circa 50 - 60 000 anni, poi, il limite della tecnica è raggiunto, e altre tecniche radiometriche deve essere utilizzato.
Il 14C è formata nella parte superiore dell'atmosfera per effetto dei neutroni raggi cosmici su di azoto 14. La reazione è:
14N + n => 14C + p
Dove n è un neutrone e p è un protone.
Il 14C è formata rapidamente ossidato in 14CO2 ed entra in pianta della terra e modi di vita degli animali attraverso la fotosintesi e la catena alimentare.
Piante e animali che utilizzano carbone biologico in catene alimentari andando così prendere 14C durante la loro vita. Esse esistono in equilibrio con la concentrazione di C14 dell'atmosfera, cioè il numero di atomi di C14 e di atomi di carbonio non radioattivo è rimasta molto simile nel tempo. Non appena una pianta o un animale muore, cessano la funzione metabolica di assorbimento di carbonio, non c'è aspirante più di carbonio radioattivo, decadimento solo.
Misurando la concentrazione di C14 o di radioattività residua di un campione la cui età non è noto, è possibile ottenere il countrate o il numero di eventi di decadimento per grammo di carbonio. Confrontando questa con livelli di attività e moderno con il misurato emivita diventa possibile calcolare una data per la morte del campione.
Libby e la sua squadra inizialmente testato il metodo del radiocarbonio su campioni dalla preistoria l'Egitto. Hanno scelto i campioni la cui età potrebbe essere determinato in modo autonomo. Un campione di legno di acacia dalla tomba del faraone Zoser, 3 ° dinastia, 2700-2600 aC, è stato ottenuto e datato. Libby motivato che, poiché il tempo di dimezzamento del C14 era 5.568 anni, dovrebbero ottenere una concentrazione di C14 di circa il 50% quello che è stato trovato nel legno vivo. I risultati ottenuti hanno indicato che questo era il caso.
La tecnica del C14 è stata e continua ad essere applicato e utilizzato in molti, molti campi diversi tra cui l'idrologia, le scienze dell'atmosfera, l'oceanografia, la geologia, paleoclimatologia, l'archeologia e la biomedicina.
Più tardi le misurazioni della metà Libby-vita indicata la cifra era di ca. 3% troppo basso e una più accurata emivita era 5.730 ± 40 anni. Questo è noto come la metà di Cambridge-vita. (Per convertire un età "Libby" ad un età utilizzando il mezzo di Cambridge-vita, si deve moltiplicare per 1.03).
Libby ha ricevuto il Premio Nobel per la Chimica nel 1960.
Radiocarbonio Labs:
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