じじぃの「科学夜話・炭素14・年代を調べたいならこれ！わかるノーベル賞の本」

近い将来、マンモスが地球上に現れるかも！

動画　YouTube
https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=_zO81wMBh_c

更新世のシベリア草原　マンモス

時にまつわるエトセトラ　C14年代測定法　マンモスは縄文時代まで生きていた！

2020-05-12　marineと奈央のブログ
マンモスはいつ頃まで生きていたと思いますか？
北極海のシベリア沖に浮かぶウランゲリ島でマンモスが、3730年前頃（日本の縄文時代後期）まで生き残っていたことが、骨のC14放射性炭素年代測定法によって分かったそうなんです。
https://ameblo.jp/cypris11/entry-12595954219.html

『マンガと図鑑でおもしろい！わかるノーベル賞の本』

うえたに夫婦／著　大和書房　2023年発行

原子の重さを分析できる方法を発見　1922

質量分析計の開発とそれによる非放射性元素の同位体の発見　フランシス・W・アストン（イギリス 1877-1945）

アストンは1919年、原子の質量を正確に量（はか）れる装置「質量分析計」を開発する。
彼はこの装置によって、ほとんどの元素が同位体を持っていることを明らかにし、さらに同位体の質量に関する法則「整数の法則」も発見。
これらの研究は、その後の原子核研究の基礎になった。

年代を調べたいならこれ！　1960

炭素14（¹⁴C）を用いる年代測定法の研究　ウイラード・F・リビー（アメリカ 1908-1980）

微弱放射能の研究をしていたリビーは1949年、炭素14を用いた年代測定法を開発。
これは動植物に含まれる炭素14の量を測定することで、それが何年前のものかがわかるという方法である。
この方法は考古学、人類学、地質学さらには海洋学などの研究に大きく貢献し、今もなお用いられている。

- - - - -

どうでもいい、じじぃの日記。

うえたに夫婦著『マンガと図鑑でおもしろい！わかるノーベル賞の本』という本を見ていたら、「年代を調べたいならこれ！」という項目があった。

2012年、日本テレビ「全国高等学校クイズ選手権第32回全国高等学校クイズ選手権最強頭脳No.1決定戦」を見た。

準決勝計算問題第2問　2008年にノーベル物理学賞を受賞した益川敏英さんからの挑戦状！

準決勝校　船橋、会津学鳳、灘、開成

2002年シベリアの永久凍土の中から、氷漬けになっている「マンモスが発見」された。愛知地球万博にも展示されたマンモスが生きていた年代を調査結果を元に推定する問題。

問題

マンモスが生きていた時代を調査結果をもとに推定しなさい

①マンモスの体毛に含まれる炭素のうち放射性炭素は¹⁴Cの割合は1.320*10^-13であった。
②放射性炭素は半減期5730年で¹⁴Nにβ崩壊する。
③大気中の二酸化炭素に含まれる炭素のうち放射性炭素は¹⁴Cが占める割合は1.200*10^-12であり、この割合は時間の経過に関わらず一定であったとする。
④log_1/2 0.11 = 3.184
⑤マンモスが死んだのは発見時から何年前かを答えること。
⑥年単位で有効数字3桁。
http://www.ntv.co.jp/quiz/index.html

正解
N0 : 出発時点での放射性元素の個数、N : 出発時点から時間 t 後の核の残数、T : 半減期としたとき、
N = N0 x 1/2 ^(ｔ/T)
N0：初めの時の放射性元素の数
Nt：初めの時からt後の原子核の数
T：半減期
残留放射能N(t)のtを求める。
Nt / N0 = 1/2 ^(ｔ/T)
先にNt / N0を計算する。
Nt / N0 = 1.320*10^-13 / 1.200*10^-12 = 0.11
t/T = log_1/2 0.11 = 3.184、T = 5730より
t = 3.184 x 5730 ≒ 1.82 x 10⁴
1.82 x 10⁴
ふ～ん。こうやって求めるのか。