Kaboni 14
Kaboni 14 ni isotopi ya mionzi ya kaboni na kiini cha atomi ambacho kina protoni 6 na neutroni 8. Kuwepo kwake katika vifaa vya kikaboni ni msingi wa mbinu ya rediokaboni iliyopangwa na Willard Libby na wenzake (1949) kupimia umri wa sampuli za akiolojia, jiolojia na hidrojiolojia.
Kaboni-14 iligunduliwa na Martin Kamen na Sam Ruben tarehe 27 Februari 1940, katika Radiation Laboratory ya Chuo Kikuu cha California huko Berkeley, California, Marekani. Hata hivyo uwepo wake uliwahi kupendekezwa na Franz Kurie mwaka wa 1934.
Kuna isotopi tatu za asili zinazotokea duniani:
99% ya kaboni ni kaboni-12, 1% ni kaboni-13, na kaboni-14 hutokea kwa kiasi cha kufuatilia, yaani, juu ya 1 au 1.5 atomi kwa atomi 1012 ya kaboni katika anga.
Kaboni-12 na kaboni-13 ni imara, wakati nusu ya maisha ya kabon-14 ni miaka 5,730 ± 40. Kuoza kwa kaboni-14 katika nitrojeni-14 kwa kuharibika kwa beta. Gramu ya kaboni yenye atomu 1 ya kaboni-14 kwa atomi 1012 itatoa chembe za beta 0.2 kwa pili.
Chanzo cha asili cha kaboni-14 duniani ni athari ya mionzi kutoka angani juu ya nitrojeni ya anga, na hivyo ni "nuclide cosmogenic". Hata hivyo, kupima kwa nyuklia kati ya 1955-1980 ilichangia kwenye bwawa hili.
Uzalishaji wa asili katika anga
1: Uundaji wa kaboni-14 2: Uharibifu wa carbon-14 3: "Mlinganyo" sawa ni kwa viumbe hai, na usawa ni kwa ajili ya viumbe visivyo hai, ambapo C-14 kisha kuoza (Tazama 2).
Kaboni-14 huzalishwa katika tabaka za juu za troposphere na sehemu ya juu ya dunia yenye ozoni inayofyonza asilimia 99 ya mnururisho wa urujuanimno (stratosphere kwa Kiingereza) na neutroni za joto zinazotumiwa na atomi za nitrojeni. Wakati mionzi ya cosm iningia kwenye anga, hupata mabadiliko mbalimbali, ikiwa ni pamoja na uzalishaji wa neutroni. Neutroni husababisha (1n) kushiriki katika majibu yafuatayo:
N + 14 7N → 14 6C + P
Kiwango cha juu zaidi cha uzalishaji wa kaboni-14 hufanyika kwa urefu wa kilomita 9 hadi 15 (futi 30,000 hadi 49,000) na katika latitudo kubwa ya usumaku wa dunia.
Kiwango cha uzalishaji wa 14C kinaweza kutekelezwa na ni kati ya 16,400 na 18,800 atomi 14C m-2s-1, ambayo inakubaliana na bajeti ya kimataifa ya kaboni ambayo inaweza kutumika nyuma, lakini inajaribu kupima moja kwa moja kiwango cha uzalishaji katika situ hakuwa na mafanikio sana. Viwango vya uzalishaji hutofautiana kwa sababu ya mabadiliko ya flux ya cosmic inayosababishwa na mzunguko wa upepo wa jua na uga sumaku wa jua, na kutokana na tofauti katika uga sumaku. Mwisho unaweza kuunda tofauti kubwa katika viwango vya uzalishaji wa 14C, ingawa mabadiliko ya mzunguko wa kaboni yanaweza kusababisha madhara haya kufuta nje. Spikes mara kwa mara zinaweza kutokea; kwa mfano, kuna ushahidi wa ongezeko la kawaida la nguvu la kiwango cha uzalishaji katika AD 774-775, lililosababishwa na tukio lenye nguvu la nishati ya nishati ya jua, yenye nguvu zaidi kwa miaka kumi iliyopita. Mwingine "ongezeko la ajabu" 14C (20‰) hivi karibuni (2017) limehusishwa na tukio la 5480 BC, ambalo haliwezekani kuwa tukio la jua.
Kaboni-14 inaweza pia kuzalishwa na bolts umeme.