Dezintegrarea radioactivă a carbonului-14 Carbon și izotopii săi
Dezintegrarea radioactivă
Se știe că toate procesele radioactive simple urmează o lege exponențială descrescătoare. Timpul de înjumătățire sau timpul de înjumătățire este definit ca timpul care trebuie să treacă înainte ca jumătatea atomilor care îl compun să se dezintegreze dintr-o anumită masă de izotop.
Dacă reprezentăm într-un grafic numărul N de atomi care rămân dintr-o populație inițială N0, vom vedea că după o perioadă de înjumătățire, populația a fost redusă la jumătate (N = N0/2). După un al doilea timp de înjumătățire, populația a fost redusă la jumătate din jumătate, adică la un sfert (N = N0/4) și așa mai departe (dacă au trecut 10 perioade de înjumătățire, va exista N0/1024 ori inițială).
Graficul obținut se potrivește ecuației:
unde λ = ln2/τ 1/2 este probabilitatea de descompunere pe unitate de timp.
Utilitatea Carbon-14 pentru datarea arheologică
Pe baza acestui fenomen, Libby, în 1949, a propus utilizarea 14 C pentru datarea rămășițelor arheologice, ceea ce i-a adus Premiul Nobel pentru chimie în 1960.
Dacă se cunoaște activitatea inițială de 14 C, activitatea de 14 C a eșantionului și timpul de înjumătățire de 14 C, este posibil să știm cât timp a trecut de la data morții organismului. Deoarece timpul de înjumătățire de 14 C este de 5730 de ani, când s-a scurs un timp de înjumătățire (5730 de ani) rămășițele vor avea jumătate din 14 C inițiale, dacă au trecut două perioade de înjumătățire (11 460 de ani) rămășițele vor avea jumătate din jumătate, adică un sfert din 14 C inițiale și așa mai departe (dacă au trecut 10 perioade de înjumătățire (57.300 de ani), rămășițele vor avea doar 0,1% din 14 C inițiale).