KOOS Ukraina riiklikud radiosüsiniku analüüsi tehnoloogiad hakkasid arenema vajalike kallite materjalide, kemikaalide ja instrumentide puudumisel.
Selle tulemusena loodi ühtaegu odav ja töökindel integreeritud tehnoloogia, mis võtab peaaegu 10 korda vähem aega kui läänes omaks võetud traditsiooniline. Veelgi enam, me saame määrata isegi nende proovide vanuse, mida maailm dateerib kas suurte raskuste ja kuludega või keeldub üldse tutvumast.
Pärast Tšernobõli katastroofi muutus mõne leiu radiosüsiniku sisaldus lihtsalt tohutuks; pidime kaitsma iidseid madala taustaga proove kokkupuute eest üliaktiivse tehisliku radiosüsinikuga.
Professor Paul Theodorseni Islandilt meile toodud uus tuumafüüsika installatsioon eristub oma lihtsuse, töökindluse ja suure täpsuse poolest. Samuti aitab meil vajalikke kuupäevi selgeks teha nn kalibreerimisgraafik. See ehitati järgmiselt. Puud Maal surevad, kogunevad kihtidena.
See tähendab, et puud kasvasid, langesid üksteise otsa ja nii tuhandeid aastaid. Mitu aastat kulus, et kogu “mitmekihiline kook” kuju sai? See tehti kindlaks, loendades iga puu aastarõngaste arvu. Oletame, et kui meil on 10 kihti, mille moodustavad 100-aastased puud, siis kogu see kiht on kuhjunud tuhat aastat...
Kronoloogiat kinnitas kolme maailma juhtiva labori poolt läbi viidud puidukihtide radiosüsiniku dateering; Arizona (USA), labor Groningenis (Holland) ja Bernis Šveitsis.
Nüüd lisame proovi vanuse määramisel saadud andmed C-14 kontsentratsiooni kohta kalibreerimiskõverale - ja selle tulemusel selgitame ülimalt tõelist ajaloolist “passi”.
Muide, kalibreerimiskõver näitas, et radiosüsiniku kontsentratsioon atmosfääris vahel ikka kõikus.
Viimasel ajal oleme märgatavalt “vanandanud” mitmeid hiliseks peetud ikoone. See töö viidi läbi üheaegselt kolmes laboris - Rootsis, Hollandis ja siin, nii et saadud tulemustes polnud kahtlust. Ja tulemused langesid lubatud mõõtmisvea piiresse...
Selgus, et Ukrainas eksisteerisid senitundmatud, väga iidsed ikoonimaali koolkonnad; kõrge väärtusega teosed, mis kasvavad koos ikooni vanusega... Ja see on vaid üks näide sellest, kui oluline ja vajalik on radiosüsiniku analüüs arheoloogidele, ajaloolastele ja kultuuriteadlastele. Puiduanalüüs
Kui Maad lakkamatult pommitavad esmased kosmilised kiired tabavad Maa atmosfääri aatomite tuumasid, tekitavad nad suurel hulgal sekundaarseid osakesi – pione, prootoneid, neutroneid, müüone, elektrone, positroneid ja footoneid. Kui neutron põrkab kokku lämmastik-14 tuumaga (7 prootonit ja 7 neutronit), moodustub süsinik-14 tuum (6 prootonit ja 8 neutronit) ja prooton vabaneb (vesinikuaatomi tuum, üks prooton ja null neutronit ). Süsinik-14 on radioaktiivne element. Selle poolestusaeg on viis tuhat seitsesada aastat.
Süsinik-14, mis tekib kosmiliste kiirte toimel, reageerib hapnikuga, moodustades süsihappegaasi, mille taimed fotosünteesi käigus neelavad. Inimesed ja loomad söövad taimi ja võtavad ka süsinik-14. Süsinik-14 suhteline arvukus "tavalise" süsinik-12 suhtes jääb atmosfääris ligikaudu konstantseks (ligikaudu 1:109) ja elusorganismides on see suhe ligikaudu sama. Süsinik-14 aatomid lagunevad pidevalt lämmastik-14-ks (ja elektroniks), kuid kehasse lisandub regulaarselt uusi. Nii et proportsioon säilib alati.
Kuid niipea, kui keha sureb, lakkab süsinik sinna sisenemast. Ja kuigi süsinik-14 ja tavalise süsiniku suhe on surma hetkel teada, muutub see aja jooksul süsinik-14 lagunemisel (selle poolestusaeg on umbes 5700 aastat), kuid "tavaline" süsinik mitte. Seega, olles kindlaks teinud süsiniku-14 ja süsinik-12 sisalduse suhte, saate järgmise valemi abil üsna täpselt määrata leitud organismi jäänuste vanuse.
t = x t½
ln on naturaalne logaritm, No/Nf on süsinik-14 suhe eluskoes ja proovis ja t½ on süsinik-14 poolestusaeg (5700 aastat). Seega, kui proov sisaldab ainult 5% normaalsest süsinik-14 sisaldusest, saame:
ln(1/0,05) = 2,996
2,996/0,693 = 4,32
4,32 x 5700 = 24624 (aastat)
Kuna süsinik-14 poolestusaeg on vaid 5700 aastat, on selline dateerimine täpne ainult nende fossiilsete organismide puhul, mis ei ole vanemad kui 40–60 tuhat aastat. Kuid sama dateeringu põhimõtet rakendatakse ka teiste elementide baasil - nagu kaalium-40 (poolestusaeg 1,3 miljardit aastat), uraan-235 (704 miljonit aastat), uraan-238 (4,5 miljardit aastat) jne. uraan-238 dateerimisel määravad geoloogid näiteks üsna täpselt graniitide vanuse.
Radiosüsiniku dateering eeldab, et süsinik-14 kogus atmosfääris on viimase 40 000–60 000 aasta jooksul püsinud ligikaudu muutumatuna. Tegelikult see kõikub ja seetõttu saab arvutada ainult ligikaudse vanuse. Proovide vanuse täpsemaks määramiseks on vaja teada süsinik-14 sisaldust atmosfääris erinevatel ajastutel. Need andmed saadakse, analüüsides leide, mille vanust on võimalik täpselt määrata – näiteks kasvurõngastega puid jne.
Ainus probleem on selles, et objektide puhul, mis surid pärast 1940. aastat, mil inimkond avastas tuumaenergia, on selline dateering radioaktiivsete ainete atmosfääri paiskamise tõttu ebatäpne.
Radiosüsiniku dateerimise meetodi pakkus välja 1950. aastal Willard Libby. 1960. aastal sai Libby selle meetodi leiutamise eest Nobeli keemiaauhinna.
Kõik radioaktiivsete isotoopide aatomid alluvad radioaktiivsele lagunemisele, mille tulemusena muutuvad nad teiste elementide aatomiteks. Seda konkreetset aatomit vaadates ei saaks me kindlaks teha, millal see laguneb. Aga kui võtta suur hulk selliseid aatomeid, siis võib kindlalt väita, et pooled neist lagunevad tõenäoliselt väga kindla aja jooksul. Seda aega nimetatakse radioaktiivse isotoobi poolestusajaks.
Süsiniku radioaktiivne isotoop 14 C tekib peamiselt maakera atmosfääri ülemistes kihtides kiirete neutronite toimel looduslikule lämmastikule vastavalt reaktsioonile 14 N(n,p) 14 C. 4 C tuumad lagunevad emissiooniga ( 3-osakesed maksimaalse energiaga 156 keV Periood Süsinik-14 poolestusaeg on 5730 ± 30 aastat.
3.4 Aastas tekib atmosfääris 10 26 14 C aatomit. Selle tekke ja lagunemise vahel on alati valitsenud tasakaal, tänu millele säilis pidevalt elusainele iseloomulik süsiniku spetsiifiline aktiivsus. Loodusliku süsiniku isotoopide segus on 14 C osakaal 1,8 10 -10%, mis vastab 0,23 Bq/g. Elusorganismides toimuvad ainevahetusprotsessid, tänu millele nad säilivad Atmosfääris tekkivad kosmogeensed radionukliidid
Tabel 3.5
|
Radionukliid |
Pool elu |
Lagunemise olemus, osakeste energia, MeV |
Eriaktiivsus õhus, Bq/10 3 m 3 |
Kontsentratsioon atmosfäärisademes, Bq/10 3 l |
|
2,6 10 6 aastat |
P (0,553) a (0,48) |
(4 - 40) 10~ 5 |
||
|
p+ (95%) (0,54) E.z*. (5%); y (1,28) |
||||
|
P (1,37; 4,17) U (1,37; 2,75) |
||||
|
37 Ag |
E.z., y (0,815) |
|||
|
41 Ag |
P (1,245; 2,55) |
|||
|
E.z., p (0,716) |
||||
|
p (1,11; 2,77; 4,81) y (1,60; 2,12) |
||||
|
p (1,65; 2,90) y (0,36; 1,31) |
||||
|
P (0,15; 0,7) y (0,15; 0,54) |
* E.z - elektrooniline püüdmine.
See on tasakaalukontsentratsioon 14 C. Pärast organismi surma vahetus keskkonnaga lakkab ja 14 C varud enam ei täiene. Muistsete taimede, loomade või inimeste jäänuseid leides saavad arheoloogid määrata nende jäänuste vanuse 14 C ja kogu süsinikusisalduse suhte põhjal leitud proovides. Ilmselgelt on süsiniku määramiseks proovide võtmisel igal juhul oluline tagada, et võetud proovid oleksid isoleeritud kokkupuutest tänapäevase süsinikuga (eelkõige gaasilise süsinikdioksiidiga, mis on alati õhus olemas), kuna kerge segunemine uuritavas proovis sisalduv tänapäevane süsinik võib dateeringu tulemusi oluliselt moonutada.
Kuni 1850. aastani püsis radioaktiivsus tasemel 13,5 lagunemist minutis 1 g süsiniku kohta, kusjuures sellest väärtusest oli mõningaid kõrvalekaldeid. Siiski oli olemasolev tasakaal pärast 1850. aastat vähemalt kaks korda häiritud.
Esimest korda juhtus see tänu fossiilsete põlevate materjalide (kivisüsi, nafta, maagaas) kasutamise intensiivistumisele energiaallikana, mis viis atmosfääri suures koguses süsinikdioksiidi eraldumiseni, mis ei sisaldanud radioaktiivset süsinikku. nende põlevate materjalide ("surnud süsinikuga" ühendid) iidse päritolu tõttu. Need heitmed vähendasid süsinikdioksiidi süsinikdioksiidi sisaldust atmosfääris (Suessi efekt)
