Kol14 metoden
14C-metoden 14N+n 14C+ p 14C 14N + b- Halveringstiden 5730 år 14C/12C = 10-13 Willard F. Libby University of Chicago Nobel prize in Chemistry 1962 "for his method to use Carbon-14 for age determinations in archaeology, geology, geophysics, and other branches of science." 14C-metoden Traditionell teknik: Mät sönderfallet Turinsvepningen Några problem: Varierande halt 14C Bombtoppen Förbränning av fossila bränslen Problemet är att det inte sker så många sönderfall pga den långa halveringstiden Antag att vi har 12 g kol = 6 1023 atomer Av dessa är 10-13 14C för ett färskt prov Antag att det är provet är 11 000 år gammalt. Då finns bara ¼ av 14C atomerna kvar Då finns det 6 1023 x 10-13 x 0,25 = 1.5 1010 atomer 14C Hälften av dessa sönderfaller på 5730 år dvs, 0,75 1010 stycken 5730 år = 5730 x 365 x 24 x60 minuter = 3 109 minuter Det gör att det sönderfaller ca 2.5 per minut Hur många av dessa råkar skicka ut sin b partikel just mot detektorn? 0.25 detekterad per minut. Bakgrund kan vara 10 per minut. 14C-metoden Ny teknik: Masspektrometri Jonkälla 12C 14C JONKÄLLA DETEKTION DETEKTION Hur många 14C för ett färskt prov kan vi detektera i en accelerator per minut? Maximala strömmen: 10-6 A 10-6/1,6 10-19 = 6 1012/ sekund Av dessa är 10-13 14C för ett färskt prov 0,25 10-13 av dessa i provet är 14C = 0,16/s = 10/ minut Hur stort prov behöver vi? Vi mäter i 100 minuter 1000 14C 100 minuter x 60 s x 6 1012 = 3.60 1016 atomer Transmissionen 0,1 % 3.6 3.60 1019 atomer behövs 3.60 1019 /6.30 1023 6 -5 g = 60 mg ISOBARPROBLEM Vad mer än 14C kan väga 14 amu? 14N 13CH 12CH 2 6Li 2 VERA masseparator i Wien Schematiskt diagram av 3 MV Pelletron system 14C datering av Vikingabosättningar på Grönland 1000-1500 e.kr. Problem : 14C/12C kvoten in kött och fisk är något olika Lösning: 13C/12C kvoten är olika i havet och atmosfären Supernovor lämnar spår på havsbottnen!? • 182Hf • 182Hf skapas endast i Supernovor. Den har en halveringstid på 8.9±0.09 miljoner år. • All 182Hf som bildades när vår solsystem formades är borta. Det har sönderfallit till 182W. • Detektion av 182Hf på jorden påvisar en supernovaexplosion i vår närhet Problem • 182Hf 182W + b • Extremt små koncentrationer 1 nål = 0,1 g = 10-4 kg 1 höstack 100 ton = 105 kg hitta en nål 10000 höstackar hitta ett strå 10000 höstackar Kemisk separation • Bilda negativa joner av 182WF 5 respektive 182HfF5 • Detta ger en detektionsgräns på 10 gånger högre än vad som förväntas Ytterligare undertryckning av 182W behövs för att detektera 182Hf från en supernova. Kan vi hitta en våglängd på ljus som kan 1. neutralisera (182WF5)- 2. inte påverkar (182HfF5 )- Använd fotoelektriska effekten: WF5 HfF5 Metod för att mäta bindingsenergin hos negativa joner • Apparatus Målsättning: WF5 HfF5 Jonbromsare Var står vi nu? • Hitta lämplig våglängd (Göteborg) • Test molekyler i jonstrålaren (Tennessee) • Utveckla lasern (Mainz) • Bygga om Tandemacceleratorn (Wien) Test på riktiga prover från havssediment
© Copyright 2025