탄소 데이트는 샘플에서 방사성 탄소의 양을 측정하여 작동합니다. 샘플의 방사성 탄소의 양은 샘플의 연령을 계산하는 데 사용됩니다. 샘플의 연령은 방사성 탄소의 반감기를 사용하여 계산됩니다. 방사성 탄소의 반감기는 5,730 년입니다.
탄소는 생물학적 삶에 없어서는 안됩니다. 지구상의 모든 생명은 그것에 근거합니다. 탄소의 유용성이 아니라면 단순한 유기물은 이제는 탁월하고 불가분의 복잡성을 달성하기 위해 진화 할 수 없었습니다. 이제는 자랑스럽게 생각합니다.
지구상의 모든 생명은 탄소를 기반으로합니다. (사진 크레디트 :Subham Dey)
그러나이 탄소의 작은 비율은 방사성입니다! 유기물 에서이 방사성 탄소의 양을 측정하면 연령을 결정할 수 있습니다. 그렇게하는 방법은 방사성 탄소 데이트 또는 간단한 탄소 데이트라고합니다. 작동 방식은 다음과 같습니다.
Carbon-14
카본에는 쌍둥이 형제가 있습니다. 우리 지구에는 끊임없이 태양에 의해 던져진 고 에너지 우주 광선이 튀어 나옵니다. 중성자가있는이 광선은 대기의 질소와 반응하여 탄소 -14 또는 C-14 원자, 탄소 -12 또는 C-12 원자의 동위 원소를 생산합니다.
요소와 동위 원소는 동일한 전기 특성이지만 다른 물리적 특성을 나타냅니다. 이는 두 요소 모두 동일한 수의 양성자 및 전자를 포함하지만 다른 수의 중성자를 포함하기 때문입니다. 그런 다음 쌍둥이는 다른 표정으로 식별되며, 중성자 수를 강조 표시되며, 이는 요소의 기호에 추가됩니다. C-12는 12 개의 중성자를 가지고 있고 C-14에는 14 개의 중성자가 있습니다. 그러나 모두 6 개의 양성자와 전자가 있습니다.
C-14의 주요 사항은 방사성이므로 불안정하다는 것이므로 입자를 방출하여 시간이 지남에 따라 부패하는 것입니다.
(사진 크레딧 :과학)
카본 데이트 원리
방사성 탄소는 대기에서 산소와 반응하여 이산화탄소의 방사성 탄소를 생성합니다. 이 방사성 이산화탄소는 식물에 의해 숨을 쉬고 식물에 의해 저장되며,이 식물은 초식 동물에 의해 소비되며 인간과 같은 육식 동물이나 잡식 동물에 의해 먹이를 먹는 초식 동물에 의해 저장됩니다. 따라서 대기 하의 모든 유기체의 탄소 함량은 대부분 C-12 원자와 C-14 원자의 작은 수로 구성됩니다.
유기체는 탄소를 소비하는 동안 숨을 내쉬면 배출합니다. C-14 원자를 생성, 소비 및 배출하는 트랜잭션 또는주기는 환경과 유기체에서 C-12 및 C-14 원자의 양이 다를 수 있지만, 비율의 비율 동일하게 유지됩니다. 이것은 탄소 데이트의 작업 원칙입니다. 거래에도 불구하고 living 유기체는 환경에서 발견 된 것과 동일한 C-14 대 C-12 원자의 비율을 유지합니다.
그러나 유기체가 죽으면 탄소를 섭취하지 않습니다. 이제 C-14가 방사성이기 때문에 부패하기 시작합니다. 유기체에서 C-14 대 C-12 원자의 비율은 이제 감소한다. 유기체가 오래 될수록 C-14가 더 많이 부패하므로 비율이 작습니다. 이 비율은 고고학자들이 지금까지 나무 또는 화석을 사용합니다.
그들은 샘플의 나이를 측정하기 위해 다음 방정식을 참조합니다.
방정식은 방사성 동위 원소의 붕괴를 지시합니다. 여기, n t =0 에서 샘플에서 동위 원소의 원자 수를 나타냅니다. 또는 현재 샘플을 형성하는 유기체가 죽었을 때 n 시간 후 남은 원자 수를 나타냅니다. t 을 통과했습니다.
유기체 및 환경에서 C-14 대 C-12 원자의 비율은 살아있을 때 동일하다는 것을 기억하십시오. 우리가 이미 가지고있는이 비율에 대한 지식은 우리가 n 의 가치를 얻을 수있게 해줍니다. <, C-14 원자의 원래 수. 현재 값 n, 그러나 측정해야합니다. 샘플의 C-14 원자는 베타 카운터 및 질량 가속기 분광기와 같은 섬세한 기기로 계산됩니다.
λ C-14의 값이 8,267 인 요소 상수입니다. 시간 t 그 이후로 통과되었거나 샘플의 나이는 방정식을 재정렬하여 얻을 수 있습니다.
카본 데이트는 신뢰할 수 있습니까?
요소의 방사능은 반감기의 관점에서 측정됩니다. 구성 요소의 절반을 감소시키는 데 걸리는 시간입니다. C-14의 반감기는 5,730 년이며, 이는 원래 5,730 년의 절반, 11,460 년의 1/4, 17,190 년의 1/8 등이되었습니다.
원자 전체가 붕괴되거나 최소한 약 5 만 년 후에 감지 할 수없는 비율을 정확하게 측정하는 추세와 하나의 분별력을 확장하십시오. 결과적으로 5 만년 이상의 샘플과 데이트하면 잘못된 결과를 얻을 수 있습니다.
탄소 데이트와 범위를 교정하고 확장하는 기술과 결합하는 복합 기술이 고안되었지만, 이러한 기술조차도 본질적으로 오류가 있습니다. 따라서 탄소 데이트는 의심 할 여지없이 몇 천년 동안 만 정확합니다. 해당 프레임 이외의 결과는 의문의 여지가 있습니다. 이것은 탄소 데이트의 주요 제한입니다.
사진 크레디트 :Wikimedia Commons
또한, 탄소 데이트는 오류에 근거한 것 같습니다. 환경에서 C-14 대 C-12 원자의 비율이 항상마다 항상 동일하다는 가정에 근거합니다.
이것은 확실히 사실이 아닙니다. 산업 혁명 이후, 특히, 우리는 화석 연료의 연소에 의해 생성 된 경보없는 양의 이산화탄소를 부끄럽게 버려서 환경에서 C-12 원자의 양을 희석시켰다. C-12의 증가는 비율이 이제 감소 함을 의미합니다. 즉, 샘플의 나이가 실제로보다 나이가 많을 것으로 측정됩니다!
반대로, 핵 폭발은 엄청난 양의 C-14를 생성하므로, 우리가 수행 한 핵 실험의 수가 대기의 양을 증가시켰다. 이것은 비율을 증가시켜 샘플의 나이가 실제로보다 젊게 측정됩니다.
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산업 혁명 이후, 특히, 우리는 경보가없는 양의 이산화탄소를 부끄럽게 버려서 환경에서 C-12 원자의 양을 희석시켰다. 사진 크레디트 :Pixabay
그럼에도 불구하고, C-14 원자의 증가 또는 감소가 발생하는 편차의 양에 대한 지식에 따르면, 우리는 실제 연령을 얻기 위해 명백한 연령에서 오류를 빼거나 추가하여 이러한 불일치를 설명 할 수 있습니다. 다시 말하지만, 의심 할 여지없이 정확하지는 않지만 충분합니다.
