Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 339

Datování

„Vědeckou datovací metodou bylo zjištěno, že Jára Cimrman pobýval v Liptákově přesně v roce 1914 plus minus dvě stě let.“ O mlouváme se všem vědcům, kteří by mohli být uraženi, že si cimrmanologové dělají legraci z výsledků vědeckých zkoumání. Věda je exaktní, a proto vyčísluje i možnou chybu a její rozsah. Datovací metody se samozřejmě používají pro mnohem delší časové úseky, než je hypotetický život českého velikána. Podívejme se na jednu metodu, která využívá ionizující záření a jeho účinky.

RADIOUHLÍKOVÁ METODA URČOVÁNÍ STÁŘÍ
Metoda spočívá v měření aktivity zbytku radioaktivního izotopu uhlíku, který se dostane do živých organismů ve formě oxidu uhličitého při dýchání nebo fotosyntéze. Působením kosmického záření (neutronů) v atmosféře nepřetržitě vzniká radioaktivní izotop 14C z atmosférického dusíku reakcí 14N + n –> 14C + p.
 Poločas přeměny 14C je 5730 roků, proto se v atmosféře nehromadí bez omezení. Za předpokladu časově stálého toku kosmického záření se postupně ustavila rovnováha mezi produkcí radioaktivního uhlíku a jeho úbytkem radioaktivní přeměnou a tedy i rovnovážný poměr mezi množstvím neaktivního a radioaktivního uhlíku v atmosféře (cca 1 g 14C na 1012  g vzdušného uhlíku). Ve formě CO2 přechází uhlík dýcháním do biologických organismů, proto i v nich se vytvoří rovnovážná koncentrace 14C. Po zániku organismu se už uhlík nedoplňuje, zbytek radioaktivního izotopu se tedy už jen rozpadá. Datovat touto metodou se dá v podstatě cokoliv organického původu – určí se vždy doba smrti příslušného organismu.
 Měřitelné stáří: do asi 50 000 let, chyba v optimálním případě i kolem pouhého 1 %. Nevýhodou metody je destrukce vzorku. 14C je slabý zářič beta s nízkou energií emitovaných elektronů a je ve vzorcích v extrémně nízkých koncentracích. Musí být ze vzorku převeden přímo do detekčního média, např. do plynem plněných detektorů. V současnosti je obtížné získání referenčního vzorku – člověk totiž produkuje CO2 v čím dál větší míře spalováním fosilních paliv.
 Radiouhlíková metoda se nyní kombinuje s hmotnostní spektroskopií (AMS –
Accelerator Mass Spectrometry). Je založena na přímém počítání ionizovaných atomů uhlíku. Svazek ionizovaných atomů vzorku urychlených na urychlovači vychyluje magnetické pole tak, že lehčí ionty se vychylují více, těžší méně. Oddělí se tak od sebe a dá se přesně měřit jejich poměrné zastoupení ve vzorku.
 Příklad: v 1mg 5000 let starého uhlíku je 20 milionů atomů izotopu 14C. Měření pouhou detekcí záření beta by trvalo čtyři roky, při použití urychlovače a metody AMS pouhou hodinu.

SLAVNÉ PŘÍKLADY POUŽITÍ
Jedním z příkladů použití této metody je datování Turínského plátna. Církev věří, že do tohoto lněného plátna bylo zabaleno tělo Ježíše Krista a že se na plátno otiskla jeho tvář. V roce 1988 byl kousek plátna podroben zkoumání metodou AMS v Zurichu, Oxfordu a Tusconu. Všechny tři laboratoře potvrdily, že radiouhlíková metoda dává s 90% přesností datum vzniku plátna mezi roky 1290–1360. (Mimochodem poprvé se o plátně psalo v r. 1353.) Církev se s datací nesmířila a zpochybňuje výsledek např. možností zanesení pozdějšího uhlíku mikroorganizmy nebo sazemi od svíček. Způsob, jak vznikl na plátně otisk tváře a těla, je dodnes nevysvětlen.
 Druhým příkladem je určení stáří (pravosti) železné koruny Karla Velikého. Historikové a archeologové se dlouho přeli, až v r. 1996 zjistili, že drahokamy jsou v koruně upevněny směsí se včelím voskem, tedy organickým materiálem, jehož stáří se dá zjistit radiouhlíkovou metodou. Použtím AMS dospěli k datu 700–780 n. l. Historicky doložená je korunovace Karla Velikého v r. 800 – což je ve velmi dobrém souladu.

Marie Dufková
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Černá smrt gumy a jak jí čelit

Guma je jedním z neopěvovaných velkých hrdinů průmyslové revoluce. Kromě jejích obvyklých aplikací, jako jsou pneumatiky, kondomy, elastické spodní prádlo, apod., představuje základní složku asi ve 40 000 výrobcích, včetně absorbérů nárazu, hadic, lékařských nástrojů, těsnění, atd.

Z historie i současnosti vynálezů a jejich ochrany

Vynálezy a objevy často přicházejí na svět klikatými cestičkami. Jednou to vypadá, jako by se na ně čekalo tak netrpělivě, že se zrodí hned v několika hlavách v různých koutech světa, jindy je náhodou nebo omylem objeveno něco, s čím si nikdo neví rady.

Jak vyčíslit ekonomické přínosy jádra? A co na to evropský jaderný průmysl?

Společnost Deloitte vypracovala pro Euratom studii o přínosech jaderné energetiky v roce 2019 a 2050. V současné době je v provozu ve 14 zemích EU 126 komerčních reaktorů o výkonu 118 GWe. Do roku 2050 by měl jejich výkon stoupnout na 150 GWe, budou se ale muset snížit investiční náklady.

Astronauti se pořád ptali: Jak se daří myškám?

Myši, švábi, japonské křepelky, ryby, škeble, rostliny.... ti všichni měli možnost ochutnat Měsíc! Po návratu Apolla 11, od jehož mise letos uplynulo 11 let, putovalo množství vzácných vzorků měsíční horniny do laboratoří.

Irský matematik a fyzik George Gabriel Stokes

Světlo je jeden z nejúžasnějších přírodních jevů a pro život člověka má zásadní význam. Je pro nás nejen hlavním prostředkem poznávání světa a vesmíru, ale i zdrojem emocí, je obdivováno a zkoumáno uměním i vědou. Optika, nauka o světle, je vlastně nejstarší částí fyziky.

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail