ТРИЗ. Использование физических эффектов и явлений

Интеллект Клуб

28.10.2002

Атомные часы

Из информационного фонда ТРИЗ по использованию физических эффектов и явлений.

* * *

Кажется совершенно неправдоподобным, что с помощью радиоактивности можно очень точно определить возраст многих вещей. Но как же выглядят эти атомные часы, которые измеряют прошедшее время?

Существуют разные методы измерений. Все эти методы основаны на одном и том же принципе. А отличаются они только тем, какое вещество исследуется-органическое или неорганическое. Чтобы определить возраст веществ, относящихся к группе органических, исследуют углерод, который, как известно, содержится во всех органических веществах. В природе существуют три изотопа углерода, которые встречаются все вместе: два стабильных изотопа- углерод-12 и углерод-13 и радиоактивный углерод-14. Радиоактивный углерод приготавливают не в лабораториях. Он возникает естественным путем в природе.

Космические лучи, врезаясь с огромной скоростью в воздушную оболочку Земли, разрушают атомы газов, из которых состоит воздух, и освобождают протоны и нейтроны, которые в свою очередь вызывают дальнейшие ядерные процессы. При этом атомы азота воздуха превращаются в радиоактивный углерод-14. Так как каждый атом углерода, содержащийся в воздухе, соединяется с двумя молекулами кислорода и образует углекислый газ, то должны быть и такие молекулы углекислого газа, в которых вместо нормального углерода находится углерод радиоактивный.

Растения вдыхают эти молекулы вместе с молекулами обычного углекислого газа и перерабатывают их при фотосинтезе. Так радиоактивный углерод попадает в растения. У него очень большой период полураспада около 5600 лет - и его можно обнаружить даже через очень большой промежуток времени. Распадающиеся атомы радиоактивного углерода в живом растении постоянно пополняются, поэтому отношение количеств устойчивого и радиоактивного углерода остается все время постоянным.

Люди и животные живут за счет растений, радиоактивный углерод попадает в тело человека, животного, во все соединения, которые образуются в этих телах. Во всех органических веществах, пока они состоят из живых клеток, распадающийся радиоактивный углерод восполняется новым. Но как только жизнь клетки (а следовательно, и обмен веществ) прекращается, запасы радиоактивного углерода перестают пополняться. Хоть и очень медленно, но радиоактивный углерод распадается и соотношение количеств изотопов начинает изменяться.

По изменению этого отношения и определяют возраст. С помощью счетчика Гейгера измеряют содержание радиоактивного углерода в веществе, и после несложных расчетов можно сразу назвать возраст этого вещества.

Таким образом удалось довольно точно определить возраст ископаемых костей, мумий египетских фараонов, возраст калифорнийского мамонтового дерева - секвойи и др.

Такой метод определения возраста можно использовать в археологии. Он позволяет, например, проверять подлинность произведений искусства.

* * *

До следующей встречи.

Александр Барышников
Обратная связь

Другие публикации