Атом, який можна почути
Радіоактивна мітка показує, куди йде речовина в корові, і скільки років знахідці.
Метод мічених атомів
- До звичайної речовини додають трохи радіоактивного ізотопа, тобто мітку.
- Хімічно мітка така сама, тому організм її не відрізняє.
- Лічильник чує мітку навіть у мізерній кількості.
Що тут видно: усі атоми однакові, але мічені світяться, і за ними можна стежити.
Детальніше
Ідею запропонував угорський хімік Дьйордь Гевеші (1913, разом із Ф. Панетом). Стабільний і радіоактивний ізотопи одного елемента хімічно поводяться однаково. У 1943 році Гевеші отримав Нобелівську премію з хімії «за роботи із застосування ізотопів як індикаторів при дослідженні хімічних процесів».
Мітки у тваринництві
Мічений корм показує, скільки елемента всмоктується, де затримується і як виводиться, без забою тварин.
Стабільні мітки і стерилізація кормів
¹⁵N і ¹³C не радіоактивні: їх знаходять мас-спектрометром за масою. ¹⁵N-карбамід показує, скільки азоту мікроорганізми рубця перетворюють на білок.
γ-промені (⁶⁰Co) знищують бактерії, цвіль і паразитів у кормах, не нагріваючи їх; корм від цього не стає радіоактивним.
Куди йде мітка в корові
Цифри і графік
Що тут видно: зелені точки мічені атоми. Торкніться корови або перетягніть лічильник, щоб почути, де мітки найбільше.
Метод стерильних комах
Опромінені самці не дають потомства, тому шкідників стає менше без жодної отрути.
Що тут видно: висота стовпчика це чисельність комах, цифри внизу це покоління (умовна схема).
Де це спрацювало
Так знищували новосвітню муху-червицю Cochliomyia hominivorax (її личинки поїдають живу тканину тварин) у Північній і Центральній Америці та муху цеце на Занзібарі, де вона переносила сонну хворобу й нагану.
Радіовуглецевий метод
Живе тіло постійно поповнює ¹⁴C, а мертве тільки втрачає. За залишком знаходять вік.
Що тут видно: p це відсоток ¹⁴C, що залишився порівняно з живим організмом.
Детальніше
У живому організмі приблизно один атом ¹⁴C на 10¹² атомів ¹²C. ¹⁴C випромінює β⁻-частинки: ¹⁴C → ¹⁴N + e⁻ + ν̃. Метод придатний до 50 000 років. Автор методу Вілард Лібі (Нобелівська премія, 1960). «Сирий» вік калібрують за деревними кільцями, коралами й озерними відкладами.
Радіовуглецевий годинник
Що тут видно: зліва кожна точка це атом ¹⁴C, що ще не розпався. Справа крива розпаду, оранжева точка це зразок.
Іншим знахідкам потрібні інші годинники
Чим старіший об'єкт, тим довше має жити ізотоп.
Що тут видно: діапазон віку, який вимірює кожен метод (логарифмічна шкала).
Приклади і таблиця
Туринська плащаниця
У 1988 р. три лабораторії датували фрагмент тканини і отримали 1260–1390 рр. н. е., тобто середньовіччя.
Льодова мумія Ецці
Знайдена 1991 р. в Альпах. ¹⁴C показав близько 5300 років.
| Метод | Основа | Об'єкти |
|---|---|---|
| Калій-аргоновий | ⁴⁰K → ⁴⁰Ar, T½ = 1,25 млрд р. | вулканічні породи й попіл (Олдувай) |
| Уран-свинцевий | ²³⁸U → ²⁰⁶Pb, T½ = 4,47 млрд р. | циркон; вік Землі 4,54 млрд р. |
| Термолюмінесцентний | радіація накопичує енергію в кристалах | кераміка, кремінь |
Висновки
- Мітка хімічно така сама, як звичайний атом, а лічильник її чує.
- У корові ¹³¹I збирається в щитоподібній залозі, а ³²P і ⁴⁵Ca в кістках.
- Мічені корми показують засвоєння без забою тварин.
- За залишком ¹⁴C знаходять вік знахідок до 50 000 років.