Carbono-14 | |
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Generalidad | |
Símbolo | 14C _ |
protones | 6 |
neutrones | 8 |
Peso atomico | 14.0032419887 |
Abundancia de isótopos | <10 −12 % |
Propiedades físicas | |
Girar | 0 |
Media vida | 5 730 años |
Decadencia | β- _ |
producto de descomposición | 14 no. |
Energía de enlace | 7,520319 MeV |
Exceso de energía | 3,01989305 MeV |
El carbono -14 , 14C ( o radiocarbono ) es un isótopo radiactivo de carbono que tiene 6 protones y 8 neutrones . El carbono-14 fue descubierto el 27 de febrero de 1940 por Martin Kamen y Sam Ruben en el laboratorio radiológico de la Universidad de California en Berkeley , pero su existencia ya había sido planteada como hipótesis por Franz Kurie en 1934. [1]
Los tres isótopos de carbono presentes de forma natural en la Tierra son: 12 C (99 %), 13 C (<1 %) y 14 C en cantidades mínimas . El carbono-14 se presenta en la naturaleza con una abundancia relativa de 1 parte en mil billones de todo el carbono en la Tierra , debido a una vida media de sólo 5730 años [2] . La principal fuente de carbono-14 en la Tierra es la reacción entre los rayos cósmicos y el gas nitrógeno presente en la atmósfera (en la troposfera y en la estratosfera ): la absorción de neutrones térmicos por el nitrógeno forma un átomo de carbono-14:
14 norte + norte → 14 C + pagLa mayor producción de carbono-14 se produce a una altitud de entre 9 y15 km y en latitudes geomagnéticas altas. El carbono-14 así producido reacciona con el oxígeno para dar dióxido de carbono 14 CO 2 , que es reutilizado por las plantas durante la fotosíntesis de la clorofila . De esta forma, el carbono-14 se transfiere a los compuestos orgánicos y, a través de la red alimentaria, está presente en todas partes según una proporción precisa (abundancia isotópica). [6] También penetra en los océanos , disolviéndose en el agua .
El carbono-14 también se produce en el hielo mediante neutrones que provocan reacciones de espalación nuclear en el oxígeno.
El carbono-14 también puede ser producido por rayos [7] [8] pero en cantidades insignificantes en comparación con los rayos cósmicos.
Ocasionalmente pueden ocurrir picos. Por ejemplo, hay evidencia de un aumento inusualmente alto en la tasa de producción en el período entre 774 y 775 dC [9] , probablemente causado por un evento extremo, representado por la erupción solar más fuerte en los últimos diez milenios [10] [ 11] .
Gracias a su larga vida media en comparación con la vida de los organismos vivos, el carbono-14 permanece integrado en todos los sistemas orgánicos vivos. Después de la muerte, el cuerpo deja de absorber carbono-14. La cantidad del isótopo presente en el organismo en el momento de su muerte se desvanecerá gradualmente a lo largo de los años debido a la desintegración radiactiva.
Este principio se explota en la datación radiométrica de muestras orgánicas, una técnica con la que se mide la cantidad residual de carbono-14 presente en un hallazgo arqueológico orgánico (como un fósil o una estructura de madera): conociendo la curva de decaimiento y la cantidad inicial de carbono-14 presente en el objeto expuesto cuando su estructura orgánica aún era vital (es decir, un momento antes de morir), es fácil establecer cuántos años han pasado desde la muerte del organismo. En general, es posible fechar por radio solo los hallazgos que datan de hace 40.000-60.000 años. [6]
La mayoría de los productos químicos fabricados por el hombre están hechos de combustibles fósiles como el petróleo o el carbón , donde el carbono-14 se ha descompuesto . La presencia de trazas isotópicas de carbono-14 en una muestra de material carbonoso indica, por tanto, un posible origen biogénico.
Las pruebas nucleares superficiales que se llevaron a cabo en muchos países entre 1945 y 1980 aumentaron drásticamente la cantidad de carbono-14 en la atmósfera y, por lo tanto, también en la biosfera . Desde que se suspendieron las pruebas, la concentración del isótopo ha comenzado a disminuir.
El carbono-14 tiene una actividad específica de238 Bq / Kg [12] (antes de las pruebas nucleares que tuvieron lugar a partir de 1950 correspondía a226 Bq / Kg [12] ) y se desintegra por emisión de electrones a nitrógeno-14:
14 C → 14 norte + mi - + ν mi +156,476 keV [2]