اشتراک گذاری, , گوگل پلاس, پینترست,

پرینت

پست شده در:

تعیین عمر مواد با استفاده از کربن ۱۴

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars 1 رای (با یه رای مهمونمون کن)

QR:  تعیین عمر مواد با استفاده از کربن ۱۴
تبلیغات:

تمام عناصری که در طبیعت وجود دارند‌، از ریز ساختارهایی تشکیل شده‌اند که به آن‌ها اتم می‌گویند. اتم‌های متفاوت موجود در یک عنصر را در اصطلاج علمی «ایزوتوپ» می‌نامند. برای کربن‌ها سه ایزوتوپ اصلی تعریف شده که این ایزوتوپ‌های اصلی را نیز کربن می‌نامند اما برای متمایز ساختن آن‌ها از یکدیگر، شماره‌هایی مخصوص برایشان در نظر گرفته شده و بدین سان کربن-۱۲، کربن-۱۳ و کربن-۱۴ نامیده می‌شوند.

مقدار این ایزوتوپ‌ها در اتم کربن متفاوت است. در هر اتم کربن، ۹۹ درصد ایزوتوپ کربن-۱۲ وجود داشتهو نزدیک به یک درصد نیز کربن-۱۳ یافت می‌شود ولی مقدار کربن-۱۴، بسیار ناچیز بوده و نقریبا یک به میلیون است. کربن-۱۴ خاصیت رادیواکتیویته داشته و این خاصیت است که برای تخمین عمر مواد از آن استفاده می‌شود.

تبلیغات:

6

طریقه ی به وجود آمدن کربن ۱۴:

زمانی که نوترونهای پرتوهای کیهانی در اتمسفر با نیتروژن های ۱۴ برخورد می‌کنند. به طور مداوم کربن ۱۴ تولید می‌شود کربن ۱۴ به سرعت با دی اکسید کربن هوا مخلوط شده و از طریق فوتوسنتز در گیاهان جذب می‌شود به این ترتیب کربن ۱۴ در تمام موجودات زنده راه پیدا می‌کند پس قسمتی از همه کربن های موجود در بدن موجودات زنده کربن ۱۴ است که نسبت تمرکز آن هم مقدار ثابتی است. اما کربن ۱۴ یک عنصر رادیواکتیو است و با مرور زمان واپاشی کرده و تبدیل به عناصر دیگر می‌شود. زمانی که یک موجود زنده می‌میرد و یا گیاهی خشک می‌شود، دیگر کربن ۱۴ جدیدی به طبیعت اضافه نمی شود اما کربن ۱۴ های قدیمی شروع به واپاشی می‌کنند.

طریقه ی به وجود آمدن کربن 14

تبلیغات:  

نیمه عمر کربن ۱۴ حدود ۵۷۶۰ سال تعیین شده است. بنابراین زمانی که باستانشناسان یک تکه ذغال را در غار یا یک قطعه چوب را در یک بنای قدیمی پیدا می‌کنند، می‌توانند به دقت مقدار کربن موجود در آنها را اندازه گرفته و مقدرا کربن ۱۴ آن را تعیین کنند و سپس با در نظر گرفتن میزان کربن ۱۴ موجود در درختان امروزی مقدار کربن ۱۴ این اجسام را در زمان خود مشخص کنند. و از این راه طول عمر جسم مورد نظر را به دست آورند.

نیمه ی عمر چیست؟

اتم‌های رادیواکتیو در اتم‌های ثابت بر اثر یک فرآیند ساده ریاضی فاسد می‌شوند، در این فرآیند که یک دوره خاص را در بر می‌گیرند، نیمی از اتم‌های موجود تغییر می‌کنند که به آن دوره، نیمه-عمر می‌گویند.

فرمول نیمه ی عمر
به وسیله ی این فرمول میتوان نیمه ی عمر را حساب کرد که در آن N: تعداد نیمه عمر و X: درصد تلاشی ماده

برای مثال، اگر در سال ۲۰۰۰ تعداد هزار اتم با نیمه عمر ۱۰ سال وجود داشته باشد این مقدار در سال ۲۰۱۰ به ۵۰۰ اتم رسیده و در سال ۲۰۲۰ تعداد ۲۵۰ اتم از آن کاسته و در سال ۲۰۳۰ نیز این مقدار به ۱۲۵ اتم خواهد رسید.

عمر اشیاء قدیمی به کمک ایزوتوپ های رادیواکتیو کربن ۱۴ تعیین می‌شود که تغییرات آن بطور طبیعی اتفاق می‌افتد. به کمک زمان سنجی کربن ۱۴ طول عمر اجسام را تا ۶۰۰۰۰ سال می‌توان تعیین کرد.

تخمین زدن عمر:

برای جدا کردن کربن ۱۴ از دیگر عناصر، چوب را می‌سوزانند تا به صورت گاز متان یا اتان دربیاید گاز حاصل را که دارای کربن ۱۴ است به مدت یک ماه درون یک محفظه نگه می‌دارند در این مدت ترکیبات اورانیوم که ممکن است باعث اندازه گیری غیر واقعی عمر شوند واپاشیده شده و مقدارشان به حداقل می‌رسد. سپس به وسیله دستگاهی میزان تشعشع اتم های کربن ۱۴ موجود در نمونه را بررسی می‌کنند. و به این ترتیب عمر نمونه را مشخص می‌کنند.

تخمین زدن عمر با اشتفاده از کربن 14

شناسایی عمر موادی با بیش از ۶۰ هزار سال سن:

با وجود همه امتیازاتی که زمان سنجی کربن ۱۴ داراست محدودیت هایی نیز دارد. کربن ۱۴ نیمه عمر نسبتاً کوتاهی دارد و فقط جهت تعیین طول عمرهایی تا ۶۰ هزار سال قبل مفید است. برای عمرسنجی موارد قدیمی تر باید از دیگر عناصر رادیواکتیو که نیمه عمر بیشتری دارند استفاده کرد. که البته اساس کار این زمان سنجی‌ها هم کاملاً مشابه کربن ۱۴ است. به غیر از کربن ۱۴ عناصر دیگری نیز در زمان سنجی بکار می‌روند که عبارتند از: اورانیوم ۲۳۸ ( ۷۲۳۸) که پس از چندمین مرحله واپاشی به سرب ۲۰۶ (Pb206) تبدیل می‌شود. اورانیوم ۲۳۵ (۷۲۳۵) که به سرب ۲۰۷ (pb207) توریوم ۲۳۲ که سرب ۲۰۸ و پتاسیم ۴۰ که به آرگون ۴۰ تبدیل می‌شود.

زمانی که زمین شکل گرفته شامل ذخایری از ایزوتوپ های اورانیوم ۲۳۸ بوده است. نیمه عمر اورانیوم ۲۳۸ در حدود ۵/۴ میلیارد سال است. دانشمندان معتقدند که هنگام تشکیل زمین اصلاً سربی وجود نداشته و تمام سرب موجود در کره زمین در اثر واپاشی اورانیوم بوجود آمده است. از آنجایی که ما نیمه عمر اورانیوم رامی دانیم و در ضمن می‌توانیم مقدار اورانیوم ۲۳۸ و سرب موجود در یک نمونه را اندازه بگیریم می‌توانیم طول عمر سنگهایی را که متعلق به میلیاردها سال پیش هستند را مشخص کنیم. اکثر نمونه سنگها شامل دو مقدار مساوی از اتم های اورانیوم ۲۳۸ و سرب ۲۰۶ می‌باشند یعنی مقدار اورانیوم نصف شده است یعنی اورانیوم یک نیمه عمر خود را گذرانده است و این سنگها ۵/۴ میلیارد سال قدمت دارند. تا مدتها تصور می‌شد که زمین فقط ۱۰۰ میلیون سال عمر دارد، اما با این روش عمر زمین را حدود ۵/۴ میلیارد سال تعیین نموده اند.

تبلیغات:

حمایت از ما

نوشتن مطالب و انتشار اونا یکم سخته از طرفی نگه داری سایت هم هزینه هایی داره(هزینه ی خرید دامنه،هاست،هزینه ی طراحی و...) اگه براتون امکان داره لطفا با پرداخت خودتون مقدار کمی در هزینه های سایت سهیم باشید تا ما هم بتونیم براتون مطالب مفید منتشر کنیم حمایت از ما

نوشته شده توسط علی پژوهی

علی پژوهی هستم متولد سال 1380 مدیر و تنها نوسنده ی نیونش(البته فعلا)

204 posts

One Comment

گذاشتن یک نظر

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

*

code