|
'''Koolstof-14''' of '''<sup>14</sup>C''' is een radioactieve isotoop van [[Carboun|koolstoffe]] dat in 1940 ontdekt werdwierd doordeur Martin Kamen en Sam Ruben van 't unif van Berkeley. ZijnZyn atoomkern bevat 6 protonenprotoonn en 8 neutronenneutroonn, die in deden bovenstebovensten atmosfeer gevormd wordenwordt doordeur ded' inwerkinginwerkienge van kosmische stralingstroalienge opup de stikstofatoomn in de lucht (<sup>14</sup>N). Koolstof-14 wordt doordeur alleolle levende organismenorganismn ingeademdingeoasemd, en daardoordoadeure bevat ieder organisch materiaalmaterioal een kleineklêne hoeveelheid ervandervan. Achter dat een dierbêeste of een plantplante sterft vervaltvervolt <sup>14</sup>C weerwere tottoet <sup>14</sup>N, en ded' hoeveelheid koolstof-14 dat overblijftoverbluuft kan doordeur radiometrische dateringdaterienge een aanduidinganduudienge gevengeevn van wanneer dat het't dierbêeste of de plantplante gestorvengestorvn is.
== OntstaanOntstoan en vervalvervol ==
ErDer zyn drie natuurlijkenateurlik voorkomendevôorkommende isotopenisotoopn van koolstofkoolstoffe opup ded' aardeeirde: 99% van ded' atmosfeer is <sup>12</sup>C, 1% <sup>13</sup>C, en <sup>14</sup>C komt alleenollêne maarmoa in spoorhoeveelhedenspôorhoeveelheedn voorvôorn (0.0000000001%). Met een halfwaardetijdholfweirdetyd van 5730 ± 40 joar zouzoud een mens verwachtenverwachtn dat erder nietsnietend van koolstof-14 zouzoud overblijvenoverbluuvn, maarmoa omdatomda het't constantolsan bij gevormdbygevormd wordt doordeur ded' inwerkinginwerkienge van kosmische stralingstroalienge opup de stikstofstikstoffe in de stratosfeer en de bovenste lagenlaagn van de troposfeer blijftbluuft ded' hoeveelheid koolstof-14 in ded' atmsofeer min of meermêer constant. Kosmische stralingstroalienge veroorzaaktverôorzakt de vormingvormienge van thermische neutronenneutroonn die met stikstofstikstoffe reagerenreageern:
:<sup>1</sup>''neutron'' + <sup>14</sup>N → <sup>14</sup>C + <sup>1</sup>''proton''
ZoalsGelik andere soortensôortn koolstofkoolstoffe reageertreagèrt koolstof-14 met zeurstofzeurstoffe en vormt koolstofdioxide, die zichton met de restreste van het't CO<sub>2</sub> mengtmiengelt in de lagerelègern atmosfeer. OndanksOundanks het't feit datda koolstof-14 een atoommassaatôommassa van 14.003241 heefthèt verschilt het in chemische eigenschappn maarmoa weinigwinnig van gewoongeweun koolstofkoolstoffe, en daardoordoadeure wordt het doordeur dierenbêestn en plantn ingeademdingeoasemd zoalsgelik de gewonegeweune soortsôorte CO<sub>2</sub>. Het't wordtWordt ook in waterwoater geabsorbeerdg'absorbèrd zodanigzodoanig datda het't laterloater kan uitprecipiterenuutprecipiteern in kalksteenkolkstêen (bvb. stalactietenstalactietn in grottengrottn, schelpenschelpn van foraminiferenforaminifeern).
Koostof-14 vervaltvervolt in het't proces datda bekend staatstoat alsas ''beta-vervalvervol'', waarbijwoaby datda gewoongeweun stikstofstikstoffe gevormd wordt met ded' uitstotinguutstôtienge van een elektron en een anti-neutrino:
:<math>\mathrm{~^{14}_{6}C}\rightarrow\mathrm{~^{14}_{7}N}+ e^- + \bar{\nu}_e</math>
== Radiometrische dateringdaterienge ==
Koolstof-14 kan in radiometrische dateringdaterienge gebruiktgebruukt wordenwordn voorvô ded' ouderdom van organisch materiaalmaterioal uituut te vindenviendn. DeDen techniek is uitgevondenuutgevoundn doordeur Willard Libby in 1949, en is tegenwoordigtegenwôordig bruikbaarbruukboar voorvor organisch materiaalmaterioal toet totan 60.000 jaarjoar oud. VoorVor ouder materiaalmaterioal is erder nietnie genoeg koolstof-14 over omvô meetbaarmeetboar te zijnzyn. <sup>14</sup>C-dateringdaterienge wordt meestalmêestol gebruiktgebruukt voorvô de dateringdaterienge van archeologische overblijfselsoverbluufsels.
Den ongecalibreerdeoungecalibreerdn ouderdom wordt uitgedruktuutgedrukt alsas joarn BP (''Before Present'', waarwoardat onderounder ''Present'' 't jaarjoar 1950 verstaanverstoan wordt). In het't begin werdwierd erder verondersteldveroundersteld dat ded' hoeveelheid <sup>14</sup>C in deden atmosfeer constant was, maarmoar het't is nu duidelijkdudelik gewordengewordn dat ded' oorspronkelijkeôorsprounkelike concentratieconcentroasje kan verdubbelenverdubbeln naargelangnoagelang dat de sterkte van de kosmische stralingstroalienge verandert. Het't isIs daarvandoavn datdan ouderdommenouderdommn bepaaldbepoald doordeur koolstof-14 moetenmoetn gecalibreerdgecalibrèrd wordenwordn doordeur ze te vergelijkenvergelykn met de resultatenresultoatn van [[dendrochronologie|boomjaarringenboomjoarriengn]]
en kalkafzettingkolkofzettieng in grottengrottn.
== OnzekerhedenOunzekerheedn ==
[[afbeeldingOfbeeldienge:Radiocarbon bomb spike.svg|thumb|300px<sup>14</sup>C / <sup>12</sup>C -verhoudingverhoudienge (in [[Nieuw-ZeelandZêeland]] en [[OostenrijkÔostenryk]]). De piek wordt veroorzaaktverôorzakt doordeur nucleaire tests]]
ZoalsGelik metmè veel andere metingenmetiengn heefthèt deden ouderdom bepaaldbepoald doordeur de koolstof-14 methode een onzekerheidsmargeounzekerheidsmarge.
* De groottegrôotte van ded' onzekerheidounzekerheid neemtnimt toe naarmatenoarmate datda het't materiaalmaterioal ouder is, omdat erder danton minder <sup>14</sup>C in zit. De meetbaarheidsgrenzenmeetboarheidsgrenze ligtlig meestalmêestol tussentusschn 58.000 en 62.000 jaarjoar.
* ErDer mag geengin contaminatiecontaminoasje metmè nieuwer of levend materiaalmaterioal plaatsevindenplatseviendn, zoalsgelik datot oude beenderenbêendern aangetastangetast wordenwordn doordeur micro-organismenorganismn.
* WaterplantenWoaterplantn krijgenkrygn een deeldêel van de koolstofkoolstoffe, nietnie in de vorm van koolstofdioxide (CO<sub>2</sub>), maarmoar in de vorm van opgelosteupgeloste carbonatencarbonoatn. DikwijlsDikwils zijnzyn koolstofverbindingenkoolstofverbiendiengn die in het't waterwoater zijnzyn opgelostupgelost alol oud, en bevattenbevattn weinigwinnig <sup>14</sup>C. Het't zelfdeZelste geldt voorvô dierenbêestn die waterplantenwoaterplantn eteneetn, en het't fenomeen is gekend as het't hardwaterhardwoater-effect.
* De beginconcentratiebeginconcentroasje van <sup>14</sup>C is nietnie altijdolsan het't zelfdezelste omdat het't productieproces (ten gevolge van variatiesvarioasjes in de kosmische stralingstroalienge) nietnie de zelfdezelste hoeveelheid koolstof-14 maaktmakt.
* DoorDeur bovengrondsebovengroundse kernproevenkernproevn in de periode 1955-1963 is ded' hoeveelheid <sup>14</sup>C in deden atmosfeer voorvor een eindendetje toegenomentoegenoomn.
* Koolstofdioxide komt ook vrijvry doordeur de verbrandingverbrandienge van fossiele brandstoffenbrandstoffn. OmdatOmdan diede dee zeervrê weinigwinnig <sup>14</sup>C bevattenbevattn absorberenabsorbeern plantenplantn CO<sub>2</sub> dat zeunder ouder doendoe lijkenlykn dan zez' echt zijnzyn.
[[Categorie:Nucleaire chemie]]
| 