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Carbono-14

El carbono-14, 14C o radiocarbono, es un isótopo radiactivo del carbono, descubierto el 27 de febrero de 1940 por Martin Kamen y Sam Ruben. Su núcleo contiene 6 protones y 8 neutrones y se desintegra produciendo radiación beta. Willard Libby determinó un valor para el periodo de semidesintegración o semivida de este isótopo de 5568 años. Determinaciones posteriores en Cambridge produjeron un valor de 5730 años. Debido a su presencia en todos los materiales orgánicos, el carbono-14 se emplea en la datación de especímenes orgánicos.

Carbono-14
Isótopo de carbono
General
Símbolo 14C
Neutrones 8
Protones 6
Datos del núclido
Abundancia natural 10-10%
Período de semidesintegración 5730 ± 40 años
Productos de desintegración 14N+1
Masa atómica 14,003 241 u
Modo y energía de desintegración
β 0,156 476 MeV[1]
Otros

Radioisótopo
Véase también: Isótopos de carbono

Formación

Origen natural

Los rayos cósmicos de alta energía (principalmente protones) que proceden de fuera del sistema solar impactan con los átomos presentes en la alta atmósfera de la Tierra, principalmente nitrógeno y oxígeno, haciendo que se desintegren en partículas subatómicas, como protones y neutrones. Los neutrones así producidos, al alcanzar altitudes entre 15 y 9 km de la superficie terrestre, y en latitudes geomagnéticas altas, colisionan con los átomos de nitrógeno originando las conocidas reacciones (n,p):

147N + n → 146C + p

El carbono-14 también puede ser producido por rayos en las tormentas, pero en cantidades insignificantes a nivel mundial, en comparación con la producción por rayos cósmicos.

Se conocen otras reacciones de neutrones capaces de generar carbono-14:

Con neutrones térmicos:

13C(n,γ) → 14C

17O(n,α) → 14C

Con neutrones rápidos:

15N(n,d) → 14C

16O(n,3He) → 14C .

También puede tener fuente radiogénica: “cluster decay” de 223Ra, 224Ra, 226Ra). Por ejemplo:

22388Ra → 14 6C + 20982Pb

Este origen es extremadamente raro.

Explosiones nucleares

Las bombas nucleares atmosféricas y estratosféricas que tuvieron lugar en varios países entre 1945 y 1980 aumentaron extraordinariamente la cantidad de carbono-14 en la atmósfera y posteriormente en la biosfera; después de que terminaron las pruebas, la concentración atmosférica del isótopo comenzó a disminuir, ya que el CO2 radiactivo se fijó en el tejido vegetal y animal, y se disolvió en los océanos. Emisión desde plantas electronucleares

El carbono-14 se produce en los refrigerante de reactores de agua en ebullición (BWR) y reactores de agua a presión (PWR). Por lo general, se libera a la atmósfera en forma de dióxido de carbono en los BWR y metano en los PWR.

El carbono-14 también se genera dentro de los combustibles nucleares (algunos debido a la transmutación del oxígeno en el óxido de uranio, pero más significativamente a partir de la transmutación de las impurezas de nitrógeno-14), y si el combustible gastado se envía al reprocesamiento nuclear, entonces el carbono-14 se libera, como CO2.

Datación por radiocarbono

El método de datación por radiocarbono es la técnica basada en isótopos más fiable para conocer la edad de muestras orgánicas de menos de 50 000 años.[2]​ Está basado en la ley de decaimiento exponencial de los isótopos radiactivos. El isótopo carbono-14 (14C) es producido de forma continua en la atmósfera como consecuencia del bombardeo de átomos de nitrógeno por rayos cósmicos. Este isótopo creado es inestable, por lo que, espontáneamente, se transmuta en nitrógeno-14 (14N). Estos procesos de generación-degradación de 14C se encuentran prácticamente equilibrados, de manera que el isótopo se encuentra homogéneamente mezclado con los átomos no radiactivos en el dióxido de carbono de la atmósfera. El proceso de fotosíntesis incorpora el átomo radiactivo en las plantas, de manera que la proporción 14C/12C en estas es similar a la atmosférica. Los animales incorporan, por ingestión, el carbono de las plantas. Ahora bien, tras la muerte de un organismo vivo no se incorporan nuevos átomos de 14C a los tejidos, y la concentración del isótopo va decreciendo conforme va transformándose en 14N por decaimiento radiactivo.

La masa en isótopo 14C de cualquier espécimen disminuye a un ritmo exponencial, que es conocido: a los 5730 años de la muerte de un ser vivo la cantidad de 14C en sus restos se ha reducido a la mitad. Así pues, al medir la cantidad de radiactividad en una muestra de origen orgánico, se calcula la cantidad de 14C que aún queda en el material. Así puede ser datado el momento de la muerte del organismo correspondiente. Es lo que se conoce como "edad radiocarbónica" o de 14C, y se expresa en años BP (Before Present, Antes del presente). Esta escala equivale a los años transcurridos desde la muerte del ejemplar hasta el año 1950 de nuestro calendario. Se elige esta fecha por convenio y porque en la segunda mitad del siglo XX los ensayos nucleares provocaron severas anomalías en las curvas de concentración relativa de los isótopos radiactivos en la atmósfera.

Al comparar las concentraciones teóricas de 14C con las de muestras de maderas de edades conocidas mediante dendrocronología, se descubrió que existían diferencias con los resultados esperados. Esas diferencias se deben a que la concentración de carbono radiactivo en la atmósfera también ha variado respecto al tiempo. Hoy se conoce con suficiente precisión (un margen de error de entre 1 y 10 años) la evolución de la concentración de 14C en los últimos 15 000 años, por lo que puede corregirse esa estimación de edad comparándolo con curvas obtenidas mediante interpolación de datos conocidos. La edad así hallada se denomina "edad calibrada" y se expresa en años Cal BP.

Véase también

Referencias

  1. A. H. Waptstra, G. Audi, C. Thibault. . Archivado desde el original el 23 de septiembre de 2008. Consultado el 2 de noviembre de 2011. 
  2. El País (10 de enero de 2010) «Acuerdo sobre la datación por carbono radiactivo». El País, Sociedad. (Consultado el 13 de marzo de 2018)

Enlaces externos

  • Woods Hole Oceanographic Institute (en inglés)
  •   Datos: Q840660
  •   Multimedia: Carbon-14 / Q840660

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El carbono 14 14C o radiocarbono es un isotopo radiactivo del carbono descubierto el 27 de febrero de 1940 por Martin Kamen y Sam Ruben Su nucleo contiene 6 protones y 8 neutrones y se desintegra produciendo radiacion beta Willard Libby determino un valor para el periodo de semidesintegracion o semivida de este isotopo de 5568 anos Determinaciones posteriores en Cambridge produjeron un valor de 5730 anos Debido a su presencia en todos los materiales organicos el carbono 14 se emplea en la datacion de especimenes organicos Carbono 14Isotopo de carbonoGeneralSimbolo14CNeutrones8Protones6Datos del nuclidoAbundancia natural10 10 Periodo de semidesintegracion5730 40 anosProductos de desintegracion14N 1Masa atomica14 003 241 uModo y energia de desintegracionb 0 156 476 MeV 1 OtrosRadioisotopoVease tambien Isotopos de carbono editar datos en Wikidata Indice 1 Formacion 1 1 Origen natural 1 2 Explosiones nucleares 2 Datacion por radiocarbono 3 Vease tambien 4 Referencias 5 Enlaces externosFormacion EditarOrigen natural Editar Los rayos cosmicos de alta energia principalmente protones que proceden de fuera del sistema solar impactan con los atomos presentes en la alta atmosfera de la Tierra principalmente nitrogeno y oxigeno haciendo que se desintegren en particulas subatomicas como protones y neutrones Los neutrones asi producidos al alcanzar altitudes entre 15 y 9 km de la superficie terrestre y en latitudes geomagneticas altas colisionan con los atomos de nitrogeno originando las conocidas reacciones n p 147N n 146C pEl carbono 14 tambien puede ser producido por rayos en las tormentas pero en cantidades insignificantes a nivel mundial en comparacion con la produccion por rayos cosmicos Se conocen otras reacciones de neutrones capaces de generar carbono 14 Con neutrones termicos 13C n g 14C17O n a 14CCon neutrones rapidos 15N n d 14C16O n 3He 14C Tambien puede tener fuente radiogenica cluster decay de 223Ra 224Ra 226Ra Por ejemplo 22388Ra 14 6C 20982PbEste origen es extremadamente raro Explosiones nucleares Editar Las bombas nucleares atmosfericas y estratosfericas que tuvieron lugar en varios paises entre 1945 y 1980 aumentaron extraordinariamente la cantidad de carbono 14 en la atmosfera y posteriormente en la biosfera despues de que terminaron las pruebas la concentracion atmosferica del isotopo comenzo a disminuir ya que el CO2 radiactivo se fijo en el tejido vegetal y animal y se disolvio en los oceanos Emision desde plantas electronuclearesEl carbono 14 se produce en los refrigerante de reactores de agua en ebullicion BWR y reactores de agua a presion PWR Por lo general se libera a la atmosfera en forma de dioxido de carbono en los BWR y metano en los PWR El carbono 14 tambien se genera dentro de los combustibles nucleares algunos debido a la transmutacion del oxigeno en el oxido de uranio pero mas significativamente a partir de la transmutacion de las impurezas de nitrogeno 14 y si el combustible gastado se envia al reprocesamiento nuclear entonces el carbono 14 se libera como CO2 Datacion por radiocarbono EditarArticulo principal Datacion por radiocarbono El metodo de datacion por radiocarbono es la tecnica basada en isotopos mas fiable para conocer la edad de muestras organicas de menos de 50 000 anos 2 Esta basado en la ley de decaimiento exponencial de los isotopos radiactivos El isotopo carbono 14 14C es producido de forma continua en la atmosfera como consecuencia del bombardeo de atomos de nitrogeno por rayos cosmicos Este isotopo creado es inestable por lo que espontaneamente se transmuta en nitrogeno 14 14N Estos procesos de generacion degradacion de 14C se encuentran practicamente equilibrados de manera que el isotopo se encuentra homogeneamente mezclado con los atomos no radiactivos en el dioxido de carbono de la atmosfera El proceso de fotosintesis incorpora el atomo radiactivo en las plantas de manera que la proporcion 14C 12C en estas es similar a la atmosferica Los animales incorporan por ingestion el carbono de las plantas Ahora bien tras la muerte de un organismo vivo no se incorporan nuevos atomos de 14C a los tejidos y la concentracion del isotopo va decreciendo conforme va transformandose en 14N por decaimiento radiactivo La masa en isotopo 14C de cualquier especimen disminuye a un ritmo exponencial que es conocido a los 5730 anos de la muerte de un ser vivo la cantidad de 14C en sus restos se ha reducido a la mitad Asi pues al medir la cantidad de radiactividad en una muestra de origen organico se calcula la cantidad de 14C que aun queda en el material Asi puede ser datado el momento de la muerte del organismo correspondiente Es lo que se conoce como edad radiocarbonica o de 14C y se expresa en anos BP Before Present Antes del presente Esta escala equivale a los anos transcurridos desde la muerte del ejemplar hasta el ano 1950 de nuestro calendario Se elige esta fecha por convenio y porque en la segunda mitad del siglo XX los ensayos nucleares provocaron severas anomalias en las curvas de concentracion relativa de los isotopos radiactivos en la atmosfera Al comparar las concentraciones teoricas de 14C con las de muestras de maderas de edades conocidas mediante dendrocronologia se descubrio que existian diferencias con los resultados esperados Esas diferencias se deben a que la concentracion de carbono radiactivo en la atmosfera tambien ha variado respecto al tiempo Hoy se conoce con suficiente precision un margen de error de entre 1 y 10 anos la evolucion de la concentracion de 14C en los ultimos 15 000 anos por lo que puede corregirse esa estimacion de edad comparandolo con curvas obtenidas mediante interpolacion de datos conocidos La edad asi hallada se denomina edad calibrada y se expresa en anos Cal BP Vease tambien Editarcarbono carbono 12 carbono 13 datacion potasio argon rehidroxilacionReferencias Editar A H Waptstra G Audi C Thibault AME atomic mass evaluation 2003 Archivado desde el original el 23 de septiembre de 2008 Consultado el 2 de noviembre de 2011 El Pais 10 de enero de 2010 Acuerdo sobre la datacion por carbono radiactivo El Pais Sociedad Consultado el 13 de marzo de 2018 Enlaces externos EditarWhat is Carbon Dating Woods Hole Oceanographic Institute en ingles Datos Q840660 Multimedia Carbon 14 Q840660 Obtenido de https es wikipedia org w index php title Carbono 14 amp oldid 147277139, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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