Метод определения абсолютного возраста радиоуглеродный
Предложен Уиллардом Либби (Libby, 1949) для датирования молодых геологических образований. Метод основан на распаде радиоуглерода ({14}C), который образуется в верхних слоях атмосферы (см. Обменный резервуар) при взаимодействии нейтронов космического излучения с ядрами атмосферного азота по реакции: ({14}N + n \rightarrow ^{14}C + p).
({14}C) окисляется до (CO_2) и равномерно смешивается с неактивной (CO_2) атмосферы. Растения усваивают из атмосферы вместе с неактивной (CO_2) и ({14}C). В результате процесса обмена (CO_2) между атмосферой и океаном ({14}C) смешивается с растворёнными карбонатами и бикарбонатами. После отмирания растений, смерти живых организмов или отложения на дне карбонатов поступление ({14}C) из атмосферы прекращается и его содержание начинает уменьшаться вследствие радиоактивного распада ({14}C). Путём сравнения (по (\beta)-активности) концентрации ({14}C) в исследуемом образце с концентрацией (^{14}C) в современных подобных образцах можно определить возраст.
Явление образования ({14}C) в атмосфере можно использовать для определения возраста только в том случае, если концентрация ({14}C) в углероде обменного резервуара оставалась постоянной в течение последних 60–65 тысяч лет. Это условие выполняется, если интенсивность космических лучей, количество углерода и скорость перемешивания в обменном резервуаре существенно не изменялись в течение этого времени. Экспериментальная проверка этих условий путём датирования образцов с известным возрастом (годичные кольца деревьев, археологические памятники, образцы, возраст которых установлен путём подсчёта ленточных глин или другими радиоактивными методами) показала, что эти условия, в общем, выполняются.
- Современный контекст: За последние 100 лет в результате сжигания больших количеств неактивного углерода (антрацит, нефть) и испытаний ядерного оружия концентрация (^{14}C) в атмосфере значительно изменилась. Чтобы избежать ошибки, обусловленной этими явлениями, в качестве современного стандарта (эталона) применяется древесина, произраставшая в XIX веке.
Измерение естественного ({14}C) является сложной методической задачей вследствие его малой удельной активности и энергии (\beta)-излучения ((E_{\text{макс}} = 155 \text{ кэВ})). По этим причинам при измерении ({14}C) нужно применять счётные системы, которые позволяют избежать самопоглощения излучения в образце и осуществить счёт с большей эффективностью при малом фоне. В наибольшей степени этим условиям удовлетворяют пропорциональные и сцинтилляционные счётчики.
Х. А. Арсланов