Радиоуглеродное датирование в МФТИ
(для решения требуется авторизация)
Специалисты Лаборатории исторической генетики, радиоуглеродного анализа и прикладной физики МФТИ разработали инновационную методику для анализа древней ДНК. Созданная уникальная система стерильных боксов используется для выделения ДНК из человеческих останков и первой стадии пробоподготовки, на которой необходимо максимально снизить вероятность контаминации (загрязнения образцов чужеродной ДНК). Ученые используют методы палеогенетики, антропологии, радиоуглеродного анализа для изучения останков древнего человека, определяя его возраст, пол, внешность, заболевания и годы жизни. В результате чего историки и археологи получают более полную картину процессов формирования народов нашей страны, возникновения и развития древних городов.
Углерод, являясь одним из ключевых элементов в составе живых организмов, содержится в атмосфере Земли в виде стабильных изотопов 12C (98,89 %) и 13C (1,11 %), а также радиоактивного изотопа 14C, который присутствует в крайне малых количествах (10-10 %). Углерод-14 постоянно образуется в верхних слоях атмосферы при столкновении нейтронов, возникающих под действием космических лучей, с ядрами азота (реакция 1). Так как атмосфера перемешивается, её состав примерно однороден. Живые организмы поддерживают обмен с атмосферой, поэтому содержание изотопов углерода в них постоянно и соответствует таковому для атмосферы. Однако после гибели обмен прекращается, а радиоактивный изотоп претерпевает β-распад (реакция 2). Измеряя соотношение С14 к стабильным изотопам до гибели и в наши дни, можно установить возраст объекта, основываясь на периоде полураспада 14C (T1/2(14C) = 5730 лет).
Любая реакция радиоактивного распада является реакцией первого порядка: чем больше количество вещества в образце, тем быстрее он распадается. При этом скорость распада r= - (ΔN / Δt)=kt, где k – константа радиоактивного распада, N – число атомов вещества, t – время. Из этого выражения зависимость числа атомов вещества от времени такова: N=N0*e-kt, где N0 – начальное количество атомов вещества.
-
Выведите формулу, позволяющую определить константу распада, если известен период полураспада. Рассчитайте константу распада для 14C, лет -1. Ответ запишите в форме стандартной записи числа вида n*10m, например, 8,88*108.
В ответе приведите значения n и m.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Определите возраст образца костных останков человека из массового захоронения с территории детинца г. Ярославль, если доля радиоактивного изотопа в углероде, измеренная методом масс-спектрометрии, составила 9,08·10-11 %.
Ответ приведите в годах с точностью до целых.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Рассчитайте радиоактивность естественного углерода в живых организмах на килограмм углерода.
Ответ приведите в беккерелях с точностью до целых (1 Бк соответствует 1 распаду в секунду).
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Ускорительная масс-спектрометрия позволяет определять соотношение 14C к стабильным изотопам углерода с пределом обнаружения до 10-13 %. Каков максимальный возраст образца, который можно определить с помощью радиоуглеродного анализа в этом случае? Ответ приведите в годах с точностью до целых.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Приведите уравнения ядерных реакций 1, 2.
С помощью кнопки “Добавить файл” прикрепите в поле ниже скан/фотографию решения, содержащего ответы на вопросы с ручной проверкой, а также обоснование и ход рассуждений для всех вопросов.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
