Персоны | Либби, Фрэнк Уиллард
Известный американский физико-химик Уиллард Либби родился в 1908 г. Его отец, американский фермер, окончил всего три класса школы и, возможно, именно поэтому постарался, чтобы сын, мечтавший стать горным инженером, поступил в Калифорнийский университет в Беркли. Уже студентом Уиллард изменяет детской мечте: увлекается математикой и химией. После окончания университета и аспирантуры он приступает к изучению радиоактивных изотопов.
Изотопы (от греч. «и'зос» — «равный», «одинаковый» и «то'пос» — «место») — разновидности химических элементов, у которых ядра атомов содержат одинаковое число протонов, но разное число нейтронов.
Химические свойства разных изотопов одного элемента одинаковы, а вот физические — различаются, хотя и ненамного. Особенность радиоактивных изотопов — нестабильные ядра атомов. Со временем они распадаются, испуская альфа-, бета- и гамма-лучи.
Радиоактивные изотопы можно обнаружить по их излучению. Но точное измерение малых уровней радиации — задача технически сложная. Решить её и создать соответствующий прибор удалось Либби. Это было только начало работ, принёсших учёному всемирную известность.
В 1939 г. установили, что при бомбардировке атмосферы космическими лучами на высоте 15 км возникает поток нейтронов. Азот, которого в воздухе примерно 78 %, поглощая нейтроны, превращается в изотоп углерода. В ядре атома этого изотопа 8 нейтронов, а не 6, как у обычного углерода. Но самое главное — углерод-14 радиоактивен.
Изотоп быстро окисляется. Так образуется радиоактивный углекислый газ, усвояемый растениями в процессе фотосинтеза.
Радиоактивный углерод 14С образуется в результате бомбардировки нейтронами n атомов азота 14N. При этом выделяется водород 1Н. Атом углерода 14С распадается с испусканием электрона е-(beta-частииа) и снова становится азотом 14N.
Однако на этом приключения радиоактивного изотопа не заканчиваются. Вместе с растениями углерод-14 попадает в организм животных и людей. Оказавшись в костях и мягких тканях, радиоактивный углерод так и остаётся в них. Оттого-то все живые организмы радиоактивны. Для здоровья это неопасно: уровень такой естественной радиации очень мал.
После гибели растений и животных углерод-14 перестаёт в них накапливаться. Но уровень радиации с течением времени падает: атомы изотопа, испускающие радиоактивные лучи, постепенно распадаются. Чем больше времени прошло после смерти, тем меньше атомов углеро-да-14 в останках. Продолжительность существования радиоактивных изотопов определяется периодом полураспада — промежутком времени, за который происходит распад половины данного количества вещества. Период полураспада углерода-14 был определён в 1940 г.: он равен 5730 годам.
Либби первым понял, что эти открытия помогут определить время, прошедшее с момента гибели организма. Учёный изобрёл и изготовил специальный счётчик для измерения радиоактивности образца, возраст которого нужно установить. Сначала Либби определил радиоактивность образцов красного дерева и пихты; их возраст определяли и по числу годовых колец. Затем измерил радиоактивность археологической находки — куска дерева от погребальной ладьи фараона (точный возраст дерева ранее установили другими способами). Проверка показала, что новый радиоуглеродный метод
датировки археологических находок весьма точен и надёжен.
Способ Либби быстро стал основным методом установления абсолютного возраста образцов, относящихся к последним 70 тыс. лет. В частности, с его помощью вычислили возраст ткани, в которую когда-то завернули манускрипты, найденные в районе Мёртвого моря. Радиоуглеродный метод позволил точно определить время, когда горели костры на стоянке древних людей в Стоунхендже. (Некоторые учёные считают Стоунхендж древней обсерваторией.) Позже оказалось, что в отдельных случаях радиоуглеродный анализ «омолаживает» находки, но на это ввели поправки.
В 1960 г. Уилларду Либби была присуждена
Нобелевская премия «за введение метода использования углерода-14 для определения возраста в археологии, геологии, геофизике и других областях науки».
Уиллард Либби умер в 1980 г.
© TashaFridrih
Источники:
Geektimes.Ru.
В начало
Персоны | Либби, Фрэнк Уиллард
