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Concept
Carbone 14
Résumé
Le carbone 14, noté C, est l'isotope du carbone dont le nombre de masse est égal à 14 (c'est un isobare de la forme la plus commune de l'azote) : son noyau atomique compte et avec un spin 0+ pour une masse atomique de . Il est caractérisé par un excès de masse de et une énergie de liaison nucléaire par nucléon de . Le a longtemps été le seul radioisotope du carbone à avoir des applications. Pour cette raison, il était appelé radiocarbone.
Un gramme de carbone 14 pur présente une activité de . L'unique mode de désintégration est l'émission d'une particule β avec une chaleur de réaction de en se transmutant en azote N ; avec une période radioactive de , selon la réaction :
⟶ + e + .
Sur Terre, le carbone 14 est formé lors de l'absorption de neutrons par des atomes d'azote de la stratosphère et des couches hautes de la troposphère et l’expulsion d'un proton :
⟶ + ,
que l'on résume en :
N (n, p) C.
Les neutrons proviennent de la collision des rayons cosmiques avec les noyaux d'atomes de l'atmosphère, principalement l'azote.
Datation par le carbone 14
L'application la plus connue du carbone 14 est la datation mais il est aussi utilisé comme traceur biologique ou plus récemment pour reconstituer l'évolution au cours des derniers millénaires du climat, du champ magnétique ou de l'activité solaire.
Une autre utilisation intéressante qui pourrait être exploité est la Batterie de diamant qui n'est encore qu'au stade de développement. En effet en réutilisant notamment les barres de contrôle en graphite des centrales à fusion, il est possible d'utiliser la désintégration et notamment le rayonnement bêta de cette dernière pour délivrer une puissance cependant très faible malgré une durée de vie extrêmement longue. Ces dernières ne sont donc en théories exploitables uniquement dans des domaines assez spécifique comme le spatial.
Le carbone 14 a été découvert le par Martin Kamen du Radiation Laboratory et Samuel Ruben du département de Chimie de l'université de Californie à Berkeley.
Dès 1934, à Yale, Franz Kurie suggère l'existence du carbone 14.
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