放射性炭素と、核実験の意外な関係

 放射性炭素年代測定とは、自然の生物圏内において放射性同位体である「炭素14 (14C)」 の存在比率が1兆個につき1個のレベルで一定に保たれていることを基礎とする動植物の遺骸を使用する年代測定方法である。無機物及び金属では測定が出来ない。

 地球自然の生物圏内では炭素14の存在比率がほぼ一定であり、動植物の内部における炭素14の存在比率は、死ぬまで変わらないが、死後は新しい炭素が補給されなくなるため、存在比率が下がり始める。この性質と炭素14の半減期が5730年であることから年代測定が可能となる。

 炭素14はどこでできるのだろうか? 実は大気上層で高エネルギーの一次宇宙線によって生成された二次宇宙線に含まれる中性子と窒素原子核の衝突から、年間7.5キログラム程度生成されている。また、核実験や核燃料の再処理によっても大気中に放出されている。生成された炭素14は直ちに酸素と結合し二酸化炭素になり、大気中に拡散する。但し、生成量の年変動は約30%と想定されているが海洋などとの交換により0.6%程度にまで小さくなる。


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