Datation au carbone 14 et chronométrage
Terminale Technologique · Physique-Chimie Terminale Technologique
À retenir
• Le carbone 14 a une demi-vie t_1/2 = 5\,730 ans. • L'horloge démarre à la mort de l'organisme : A(t) = A_0 \, e^- t. • Âge : t = t_1/2 2 (A_0/A). • Méthode utilisable jusqu'à environ 50\,000 ans (près de 9 demi-vies).
Le cours
1. Principe de la datation Le carbone 14 se forme en permanence dans la haute atmosphère, sous l'action des neutrons du rayonnement cosmique sur l'azote : ^14_7N + ^1_0n ^14_6C + ^1_1p. Il est radioactif ^-, de demi-vie t_1/2 = 5\,730 ans. Tant qu'un être vivant échange du carbone avec son milieu (respiration, alimentation), la proportion de carbone 14 dans son carbone reste la même que dans l'atmosphère. À sa mort, les échanges cessent : le carbone 14 n'est plus renouvelé et son activité décroît selon A(t) = A_0 \, e^- t. 2. Calculer un âge A_0 est l'activité d'un échantillon vivant de même masse de carbone (environ 0,23\ Bq par gramme de carbone). En isolant t : t = 1/ (A_0/A) = t_1/2 2 (A_0/A) Mini-exemple : un charbon de bois a une activité égale à 30\ \% de celle du bois vivant ; t = 5\,7300,693 (10,30) 9\,950 ans. 3. Domaine d'utilisation La méthode convient de quelques siècles à environ 50\,000 ans (près de 9 demi-vies) : au-delà, il reste trop peu de carbone 14 pour le mesurer. Elle ne date que des restes d'êtres vivants (bois, os, tissus, charbon). Pour des roches de plusieurs millions d'années, on utilise d'autres horloges, comme le couple potassium 40 – argon 40 (demi-vie de 1,25 milliard d'années).
Dans ce chapitre
- Structure du noyau atomique et nombre de masse de classe de 4e
- Isotopes et notation d'un noyau de classe de 4e
- Conservation du nombre de masse et de la charge de classe de Seconde
- Radioactivité alpha, bêta et gamma
- Équation de décroissance radioactive et conservation des nombres
- Activité radioactive et Becquerel
- Décroissance radioactive et constante de décroissance
- Demi-vie et période d'un isotope
- Loi de décroissance et quantité de matière restante
- Datation au carbone 14 et chronométrage
- Fission nucléaire et réaction en chaîne
- Fusion nucléaire et énergie libérée
- Protection contre l'irradiation et seuil de dose
- Bilan : Synthèse et méthode sur Radioactivité : activité, décroissance et réactions nucléaires