основных в определении возраста органических веществ, основан на измерении содержания изотопа углерода в образце… Дело в том, что изотоп углерода четырнадцать нестабилен. Он имеет период полураспада, – Иван посмотрел на недоумевающую слушательницу и пояснил: «За пять с половиной тысяч лет от массы изотопа остается только половина. За следующие….»
– А другая половина? – Варя была растеряна от своего невежества в этой области.
– Так… Проведем ликбез. Изотопом называется атом с тем же зарядом, что и обычный атом вещества, но имеющий отличное количество нейтронов. Поскольку за химические свойства вещества отвечает заряд ядра, то изотопы обладают сходными свойствами. Это мы знаем?
Девушка молча кивнула.
– Ядро углерода имеет атомный вес 12, т. е. шесть нейтронов и шесть протонов. Поскольку заряд определяется протонами, то у ядра стабильного углерода он соответствует шести. Радиоактивный изотоп С14 состоит из шести протонов и восьми нейтронов. Заряд тот же, свойства те же, но два лишних нейтрона.
Иван вопросительно посмотрел на молчаливую девушку.
– Ванечка, я так давно учила это в школе…
– Разберемся, – он придал своему лицу серьезный вид. – Изотоп С14 получается из ядра азота N14, в котором семь нейтронов и семь протонов, путем замены одного протона на нейтрон. После замены в изотопе С14 получаем шесть протонов и восемь нейтронов. Это понятно?
Девушка опять кивнула.
– Получившийся изотоп углерода С14 нестабилен, со временем он опять заменит «неправильный» нейтрон на протон. Поскольку протон имеет положительный заряд в отличие от нейтрона, то его появление в ядре равносильно излучению электрона. Излучение этого электрона можно фиксировать приборами. Этот механизм работает как часы в прямом смысле этого слова. От одного грамма изотопа углерод С14 через пять с половиной тысяч лет останется ровно половина…. Понятно?
– Нестабильный углерод снова станет азотом. Иван радостно кивнул, отмечая, как быстро соображает собеседница.
– На этом принципе основан радиоуглеродный анализ.
– Не понимаю.
– Дело в том, что соотношение стабильного углерода С12 и его изотопа С14 в природе постоянно. Вернее, оно зависит от высоты над поверхностью океана, активности солнца, загрязнений атмосферы, испытаний ядерного оружия и прочее. Однако считается, это некая константа живой природы.
– Живой?
– Именно. Изотоп углерода окисляется и в виде углекислого газа участвует в обмене веществ всего живого на Земле. Это круговорот: растения потребляют, животные выделяют. Таким образом, соотношение С12 и С14 до смерти у всех органических веществ на Земле постоянно. Это динамическое равновесие.
– Почему постоянно и почему только до смерти?
– Потому что изотопы рождаются и распадаются постоянно, их пропорция одинакова у всех живых существ, а вот после смерти обмена нет, и распад изотопа С14 не восполняется. Пропорция С12 и С14 начинает
