Postal Carbono 14

El carbono 14, 14C o radiocarbono es un isótopo radiactivo de carbono con un núcleo que contiene 6 protones y 8 neutrones. Su presencia en materiales orgánicos es la base del método de datación de radiocarbonos hasta la fecha muestras arqueológicas, geológicas e hidrogeológicas. El Carbon-14 fue descubierto el 27 de febrero de 1940 por Martin Kamen y Sam Ruben en el Laboratorio de Radiación de la Universidad de California en Berkeley, aunque su existencia había sido sugerida por Franz Kurie en 1934.[2] Existen tres isótopos naturales de carbono en la Tierra: El 99% del carbono es carbono-12, el 1% es carbono-13 y el carbono-14 se produce en cantidades mínimas, por ejemplo, representando hasta una parte por billón (0,00000000001%) del carbono en la atmósfera. La semivida de carbono-14 es de 5.730±40 años. Se descompone en nitrógeno-14 a beta decay[3] La actividad del estándar moderno de radiocarbonos[4] es de unas 14 desintegraciones por minuto (dpm) por gramo de carbono[5] La masa atómica de carbono-14 es de unos 14,003241 amu. Los diferentes isótopos del carbono no difieren apreciablemente en sus propiedades químicas. Esto se usa en la investigación química en una técnica llamada etiquetado de carbono: algunos átomos de carbono-12 de un compuesto dado son reemplazados por átomos de carbono-14 (o algunos átomos de carbono-13) para trazarlos a lo largo de las reacciones químicas que involucran el compuesto dado. Contenido [ocultar] 1 Origen y deterioro radiactivo 2 Radiocarbono de fecha 3 Formación durante ensayos nucleares 4 Ocurrir 4.1 En combustibles fósiles 4.2 En el cuerpo humano 5 Véase también 6 Referencias 7 Lectura adicional 8 Enlaces exteriores [editar] Origen y descomposición radiactiva Carbono-14 producido en las capas superiores de la troposfera y la estratosfera por neutrones térmicos absorbidos por átomos de nitrógeno. Cuando los rayos cósmicos entran en la atmósfera, sufren diversas transformaciones, incluida la producción de neutrones. Los neutrones resultantes (1n) participan en la siguiente reacción: 1n + 14N → 14C + 1H La mayor tasa de producción de carbono-14 se produce a altitudes de 9 a 15 km (30.000 a 50.000 pies) y a latitudes geomagnéticas altas, pero el carbono-14 se mezcla fácilmente y se distribuye uniformemente a lo largo de la atmósfera y reacciona con oxígeno para formar dióxido de carbono ... El dióxido de carbono también se disuelve en el agua y, por tanto, permea los océanos. El carbono-14 también puede producirse en el hielo mediante neutrones rápidos que causen reacciones de esparcimiento en el oxígeno. El carbono-14 atraviesa entonces una decadencia beta radioactiva. Al emitir un electrón y una antineutrina electrónica, el carbono-14 (semivida de 5730 años) se descompone en el nitrógeno isotópico estable (no radiactivo)-14. El inventario de carbono-14 en la biosfera de la Tierra es de unos 300 millones de centurias, de los cuales la mayoría se encuentra en los océanos.[6] [editar] Radiocarbon data Main artículo: La datación con radiocarbono es un método de datación radiométrica que utiliza (14C) para determinar la edad de los materiales carbonáceos hasta los 60.000 años. La técnica fue desarrollada por Willard Libby y sus colegas en 1949[7] durante su ejercicio como profesor en la Universidad de Chicago. Libby estimó que la radiactividad de carbono-14 intercambiable sería de aproximadamente 14 desintegraciones por minuto (dpm) por gramo. En 1960, fue galardonado con el Premio Nobel de Química por este trabajo. Uno de los usos frecuentes de la técnica es hasta la fecha restos orgánicos de yacimientos arqueológicos. Las plantas fijan el carbono atmosférico durante la fotosíntesis, por lo que el nivel de 14C en plantas y animales cuando mueren equivale aproximadamente al nivel de 14C en la atmósfera en ese momento. Sin embargo, a partir de entonces se reduce a partir de la descomposición radiactiva, lo que permite estimar la fecha de la muerte o la fijación. El nivel inicial del C14 para el cálculo puede estimarse, o bien compararse directamente con los datos conocidos año por año de los datos de la red de árboles (dendrocronología) a hace 10.000 años, o de los depósitos de cuevas (espeleotimas), a unos 45.000 años de edad. Un cálculo o (con mayor precisión) una comparación directa con los niveles de carbono-14 en el anillo de árbol o en el depósito de cuevas, da a la muestra de madera o animal edad-a-edad de la formación. La técnica tiene limitaciones dentro de la era industrial moderna, debido a que el carbono de los combustibles fósiles (que tiene poco carbono-14) se libera a la atmósfera en grandes cantidades, en los últimos siglos. [editar] Formación durante ensayos nuclearesAtmospheric 14C, Nueva Zelanda[8] y Austria[9]. La curva de Nueva Zelanda es representativa del Hemisferio Sur, la curva austríaca es representativa del Hemisferio Norte. Los ensayos de armas nucleares atmosféricas casi duplicaron la concentración de 14C en el hemisferio norte [10].Los ensayos nucleares sobre el terreno que se realizaron en varios países entre 1955 y 1980 (véase la lista de ensayos nucleares) aumentaron drásticamente la cantidad de carbono-14 en la atmósfera y posteriormente en la biosfera; una vez finalizadas las pruebas, la concentración atmosférica del isótopo comenzó a disminuir. Un efecto secundario del cambio en el carbono atmosférico-14 es que permite determinar el año de nacimiento de una persona: la cantidad de carbono-14 en esmalte dental se mide con espectrometría de masa del acelerador y se compara con los registros de concentraciones de carbono-14 en la atmósfera. Dado que los dientes se forman a una edad específica y no cambian carbono a partir de entonces, este método permite determinar la edad en un plazo de 1,6 años. Este método sólo funciona para las personas nacidas después de 1943[11][12] y debe saberse si la persona vivía en el hemisferio norte o sur a la edad en que se hubiera formado el diente. Un método alternativo de datación se basa en la lente del ojo; las proteínas transparentes llamadas "cristalinas de lente" producidas durante el primer año de vida no cambian después, por lo que la medición de las concentraciones de carbono-14 allí puede proporcionar un registro del momento del nacimiento. Las principales restricciones a la tecnología son que la persona debe haber nacido después de 1950, la lente debe eliminarse mientras el sujeto esté vivo o en el plazo de tres días después de su muerte antes de que caiga demasiado, y la persona no puede subsistir principalmente en el mar.[13] [edite] Ocurrencia [edite] En combustibles fósiles La mayoría de los productos químicos fabricados por el hombre se fabrican con combustibles fósiles, como petróleo o carbón. -14 debió haber estado mucho tiempo después de la decadencia. Sin embargo, estos depósitos suelen contener trazas de carbono-14 (que varían significativamente, pero van desde el 1% de la proporción encontrada en organismos vivos a cantidades comparables a una edad aparente de 40.000 años para aceites con los niveles más altos de carbono-14).[14] Esto puede indicar una posible contaminación por pequeñas cantidades de bacterias, fuentes subterráneas de radiación que provocan la reacción 14N(n,p). la descomposición directa del uranio (aunque las proporciones medidas notificadas de 14C/U en minerales portadores de uranio[15] implicarían aproximadamente un átomo de uranio por cada dos átomos de carbono, con el fin de provocar la relación 14C/12C, medida en el orden de 10-15), u otras fuentes secundarias desconocidas de producción de carbono-14. La presencia de carbono-14 en la firma isotópica de una muestra de material carbonáceo posiblemente indica su contaminación por fuentes biogénicas o la descomposición de material radiactivo en los estratos geológicos circundantes. En relación con la construcción del observatorio de neutrinos solares de Borexino, se obtuvo materia prima de petróleo (para sintetizar el centelleo primario) con bajo contenido de 14C. En la instalación de ensayo de recuento de borexino se determinó una relación 14C/12C de 1,94x10-18;[16] reacciones responsables de diferentes niveles de 14C en diferentes reservorios de petróleo, y de menores niveles de 14C en metano, han sido discutidas por Bonvicini y otros[17] [editar] En el cuerpo humano. de los alimentos humanos se derivan de las plantas, el carbono que comprende nuestros cuerpos contiene carbono-14 a la misma concentración que la atmósfera. Los betabloqueantes de este radiocarbono interno contribuyen aproximadamente 0,01 mSv/año (1 mrem/año) a la dosis de radiación ionizante de cada persona[18] Esto es pequeño en comparación con las dosis de potasio-40 (0,39 mSv/año) y radón (variable). El Carbono-14 puede utilizarse como trazador radiactivo en medicamentos. En la variante inicial del test de aliento de urea, se realiza a un paciente una prueba diagnóstica de Helicobacter pylori, urea marcada con aproximadamente 37 kBq (1,0 µCi) de carbono-14. En caso de una H. infección por pilori, la enzima de la ureasa bacteriana descompone la urea en amoníaco y dióxido de carbono marcado radioactivamente, que puede detectarse mediante el escaso recuento del aliento del paciente[19]. El test del aliento de urea del 14-C ha sido sustituido en gran medida por el test del aliento de urea del 13-C, que no tiene problemas de radiación.