கார்பன் காலக்கணிப்பு

கார்பன் காலக்கணிப்பு

பீட்டா சிதைவின் ஒரு முக்கியமான பயன்பாடு கதிரியக்கக் காலக்கணிப்பு அல்லது கார்பன் காலக்கணிப்பு ஆகும். இந்த வழிமுறையைப் பயன்படுத்தி பழங்காலப் பொருள்களின் வயதைக் கண்டறியலாம் வாழும் அனைத்து உயிரினங்களும் டையாக்சைடை (CO₂) உட்கவர்ந்து கரிம மூலக்கூறுகளை உருவாக்குகின்றன. இவ்வாறு உட்கவரப்பட்ட CO₂ வில் பெரும் பகுதி ¹²₆C ஆகவும், மிகவும் சிறிய பகுதி (1.3x10^-12) கதிரியக்க ¹⁴₆C  ஆகவும் உள்ளது (இதன் அரை ஆயுட்காலம் 5730 ஆண்டுகள்).  வளிமண்டலத்திலுள்ள கார்பன்-14 தொடர்ந்து சிதைவடைகிறது. அதே நேரத்தில், புற விண்வெளியிலிருந்து வரும் காஸ்மிக் கதிர்களால்

வளிமண்டலத்திலுள்ள அணுக்கள் தொடர்ந்து மோதுவதால் ¹⁴₆C ஆனது தொடர்ந்து உருவாகிக் கொண்டேயிருக்கும். இத்தொடர் உருவாதல் மற்றும் சிதைவு நிகழ்வுகளினால் ¹⁴₆C மற்றும் ¹²₆C க்கு இடையேயான விகிதம் மாறாமல் இருக்கும். மனிதர்கள், மரங்கள் அல்லது எந்தவொரு உயிரினமும் வளிமண்டலத்திலிருந்து தொடர்ந்து CO₂ஐ உட்கவர்கின்றன. எனவே வாழும் உயிர் ஒன்றில் காணப்படும் ¹⁴₆C மற்றும் ¹²₆C விகிதம் ஏறக்குறைய மாறிலியாக இருக்கும். ஆனால் அவ்வுயிரினம் இறந்தவுடன் CO₂ உட்கவர்வது நின்று விடுகிறது. எனவே ¹⁴₆C சிதைவு காரணமாக, இறந்த உயிரினத்தின் உடலில் உள்ள ¹⁴₆C : ¹²₆C விகிதம் நாளடைவில் குறையத் தொடங்குகிறது. மண்ணுக்குள் புதைந்த ஒரு பழங்கால மரத்தின் மாதிரிப் பொருள் ஒன்று தோண்டி எடுக்கப்பட்டு, அதன் '¹⁴₆C : ¹²₆C விகிதம் அறியப்பட்டால் அம்மரத்தின் வயதைக் கணக்கிட முடியும்.

எடுத்தக்காட்டு 8.14

கீழடி என்ற சிறிய கிராமம் தமிழ்நாட்டிலுள்ள மிகவும் முக்கியமான அகழ்வாராய்ச்சி நடைபெறும் பகுதிகளில் (படம்) ஒன்றாகும். இது சிவகங்கை மாவட்டத்தில் அமைந்துள்ளது. (தங்க நாணயங்கள், மண்கலன்கள், மணிகள், இரும்புக் கருவிகள், அணிகலன்கள் மற்றும் மரக்கரித்துண்டு உள்ளிட்ட) பல தொல் கைவினைப் பொருள்கள் கீழடியில் கண்டெடுக்கப்பட்டுள்ளன. இதன் மூலம் வைகை ஆற்றங்கரைகளில் பண்டைய நாகரிகம் செழித்திருந்தது என்பதற்கான தகுந்த ஆதாரம் கிடைத்துள்ளது. இப்பொருள்களின் காலத்தைக் கணிப்பதற்கு , (படத்தில் கொடுக்கப்பட்டுள்ள) 200 g கரியானது கார்பன் காலக்கணிப்பு சோதனைக்கு உட்படுத்தப்படுகிறது. அதில் ¹⁴₆C இன் செயல்பாடு 38 சிதைவுகள்/ எனில், அக்கரியின் வயதைக் கணக்கிடுக.

படம் (அ) கீழடி அகழ்வாய்வுப் பகுதி

படம் (ஆ) கார்பன் காலக்கணிப்பிறகு அனுப்பப்பட்ட கரித்துண்டு

தீர்வு

கரியின் வயதைக் கணக்கிட, அது மரமாக உயிரோடு இருந்த போது, அதன் தொடக்க கதிரியக்கச் செயல்பாடு (R₀) தெரிய வேண்டும்.

மாதிரிப் பொருளின் கதிரியக்கச் செயல்பாடு

அதன் காலம் t ஐக் கண்டறிய, சமன்பாடு (1)ஐப்

பின்வருமாறு எழுதலாம், 

இரு புறமும் மடக்கை எடுக்க, நமக்கு கிடைப்பது

இங்கு R = 38 decays/s=38 Bq.

சிதைவு மாறிலியைக் கணக்கிட பின்வரும் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தலாம்:

[∴ 1yr = 365.25 × 24 × 60 × 60 s = 3.156 × 107 s]

λ = 3.83×10−12 s−1

தொடக்க கதிரியக்கச் செயல்பாடு R₀ ஐக் கண்டுபிடிக்க, R₀ = λN₀ என்ற சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்துவோம். இங்கு N₀. என்பது மாதிரிப் பொருள் பயன்பாட்டில் இருந்தபோது அதிலிருந்த கார்பன்-14 அணுக்களின் எண்ணிக்கையாகும். கரியின் நிறை 200 g. 12 g கார்பனில் 6.02X10²³ கார்பன் அணுக்கள் இருக்கும். எனவே, 200 g-ல்

6.02X10²³ அணுக்கள் / மோல் / 12கி / மோல்

X 200 ͠ 1 X10 - அணுக்கள்

(மாதிரிப் பொருளான) அதாவது மரம் உயிருடன் இருந்தபோது, ¹⁴₆C: ¹²₆C -இன் விகிதம் 1.3x10-¹² எனவே கார்பன்-14 அணுக்களின் மொத்த எண்ணிக்கை,

N₀ =1x10²⁵X1.3x10^-12 =1.3x1¹³ அணுக்கள்

தொடக்க செயல்பாடு,

R₀ =3.83 x10¹² X 1.3x10^-13 ͠ 50சிதைவுகள் / s

= 50Bq

R₀ மற்றும் λ மதிப்புகளை சமன்பாடு (2)ல் பிரதியிட,

இந்த அகழ்வாய்வில் கண்டெடுக்கப்பட்ட பொருள்கள் தமிழ்நாடு அரசின் தொல்லியல் துறையினரால் அமெரிக்காவிற்கு அனுப்பப்பட்டு கார்பன் காலக்கணிப்பு செய்ததில், கீழடியில் கண்டெடுக்கப்பட்ட கைவினைப் பொருள்களின் வயது 2200 ஆண்டுகளிலிருந்து 2500 ஆண்டுகள் இருக்கும் (சங்க காலம் - கி.மு. (பொ.ஆ.மு ) 400 முதல் கி.மு. (பொ.ஆ.மு ) 200) என்பது அறிக்கை மூலமாக உறுதிப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. 2000 ஆண்டுகளுக்கு முன்னரேயே தமிழகத்தில் நகர்ப்புற நாகரிகம் இருந்துள்ளதை கீழடி அகழ்வாராய்ச்சி அறிவியல் பரிசோதனை வாயிலாக நிறுவியுள்ளது.