Recherchez sur tout Techno-Science.net
       
Techno-Science.net : Suivez l'actualité des sciences et des technologies, découvrez, commentez
Catégories
Techniques
Sciences
Encore plus...
Techno-Science.net
Gearbest Page Spécial sur les nouveaux clients, Grande Réduction @GearBest! promotion
Photo Mystérieuse

Que représente
cette image ?
 A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | +
Carbone 14

Le carbone 14 est un isotope radioactif du carbone, noté 14C.

Son unique mode de désintégration se fait par émission d'une particule bêta de 156 keV en se transmutant en azote 14N ; avec une période radioactive de 5730 ans (+/- 40 ans). Le carbone 14 (Le carbone 14 est un isotope radioactif du carbone, noté 14C.) a longtemps été le seul radioisotope (Les radioisotopes, radionucléides ou radioéléments, contraction de radioactivité et d'isotope, sont des atomes dont le noyau est instable. Cette instabilité peut être due soit à un excès de protons ou de neutrons, soit à un excès des deux. Les...) du carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) à avoir des applications. Pour cette raison, il était appelé radiocarbone.

Applications

  • datation au carbone 14
  • traceur biologique

Découverte

Le carbone 14 a été découvert le 27 février 1940 par Martin Kamen du Radiation (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se produire par rayonnement électromagnétique (par exemple : infrarouge) ou par une désintégration (par exemple : radioactivité...) Laboratory et Samuel Ruben du département de Chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces...) de l'Université de Californie (L'université de Californie est une université américaine, fondée en 1868, dont le siège se trouve à Berkeley (Californie), comprenant dix campus situés dans l'État de Californie....), Berkeley.

Dès 1934, à Yale, Franz Kurie suggère l'existence du carbone 14. Il observe en effet que l'exposition d'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de numéro atomique 7. Dans le langage courant, l'azote désigne le...) à des neutrons rapides produit parfois dans une chambre à brouillard (Une chambre à brouillard est un détecteur de particules dans lequel l'ionisation produite par le passage d'une particule chargée dans un gaz saturé en vapeur provoque la formation de gouttelettes de condensation le long...) de Wilson une longue trace (TRACE est un télescope spatial de la NASA conçu pour étudier la connexion entre le champ magnétique à petite échelle du Soleil et la géométrie du...) fine au lieu de la courte trace plus épaisse laissée par une particule alpha. Dès 1936, il est établi que les neutrons rapides réagissent avec l'azote pour donner du bore (Le bore est un élément chimique de symbole B et de numéro atomique 5.) tandis que les neutrons lents réagissent avec l'azote pour former du carbone 14. Ceci correspond à la " découverte au sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine....) physique " du carbone 14 par opposition à sa " découverte au sens chimique ", c'est-à-dire sa production en quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une...) suffisante pour pouvoir mesurer une activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.).

Kamen et Ruben collaborent à des recherches interdisciplinaires sur les traceurs biologiques dans le but de déterminer le produit initial de la fixation du dioxyde de carbone (Le dioxyde de carbone (appelé parfois, de façon impropre « gaz carbonique ») est un composé chimique composé d'un atome de carbone et de deux atomes d'oxygène et dont la formule brute est : CO2.) lors de la photosynthèse (La photosynthèse (grec φῶς phōs, lumière et σύνθεσις sýnthesis, composition) est le processus...). L'utilisation du carbone 11 comme traceur est très difficile en raison de sa courte période radioactive (La demi-vie est le temps mis par une substance (médicament, noyau radioactif, ou autres) pour perdre la moitié de son activité pharmacologique, physiologique ou radioactive. En particulier, la demi-vie est le temps...) (21 minutes). Ruben essaye cependant de développer une technique d'étude de la photosynthèse : il fait pousser une plante (Les plantes (Plantae Haeckel, 1866) sont des êtres pluricellulaires à la base de la chaîne alimentaire. Elles forment l'une des subdivisions (ou...) en présence de dioxyde de carbone contenant du carbone 11, la tue, puis sépare et analyse ses composants chimiques, avant que la radioactivité (La radioactivité, phénomène qui fut découvert en 1896 par Henri Becquerel sur l'uranium et très vite confirmé par Marie Curie pour le thorium, est un phénomène physique naturel au...) ne devienne indétectable, pour trouver quels composants contiennent le traceur. L'échec de cette technique stimule la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la...) d'un autre isotope (Le noyau d'un atome est constitué en première approche de protons et de neutrons. En physique nucléaire, deux atomes sont dits isotopes s'ils ont le même nombre de...) radioactif à plus longue période radioactive, le carbone 14.

Une des principales sources de financement du Radiation Laboratory est la fabrication dans ses cyclotrons de radioisotopes pour la recherche biomédicale. À la fin de l'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) 1939, Ernest Orlando Lawrence, directeur du Radiation Laboratory, est inquiet de la concurrence d'isotopes stables rares comme le carbone 13, l'azote 15 ou l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) 18 qui peuvent se substituer aux radioisotopes comme traceurs biologiques. Il offre à Kamen et Ruben un accès illimité aux cyclotrons de 37 et 60 pouces pour rechercher des radioisotopes de périodes radioactives plus élevées pour les principaux éléments présents dans les composés organiques : hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.), carbone, azote ou oxygène.

Cette campagne (La campagne, aussi appelée milieu rural désigne l'ensemble des espaces cultivés habités, elle s'oppose aux concepts de ville, d'agglomération ou de milieu urbain. La campagne...) de recherche systématique (En sciences de la vie et en histoire naturelle, la systématique est la science qui a pour objet de dénombrer et de classer les taxons dans un certain ordre, basé sur des principes divers. Elle ne doit pas...) commence par le carbone. Kamen et Ruben bombardent du graphite avec des deutons (noyaux de deutérium). La faible activité qu'ils mesurent le 27 février 1940, d'environ quatre fois le bruit de fond (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son. C'est-à-dire vibration de l'air pouvant donner lieu à la création d'une sensation auditive.), confirme l'existence du carbone 14 avec une période radioactive qui se révèle bien supérieure (plusieurs milliers d'années) à ce que prévoyait la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une...). Cette période radioactive élevée, et donc la faible activité du carbone 14, explique pourquoi celui-ci n'a pas été découvert auparavant.

Kamen et Ruben constatent par la suite que la réaction de neutrons lents avec de l'azote pour donner du carbone 14 est nettement plus productive que la réaction deuton-carbone 13.

L'application du carbone 14 comme traceur biologique reste toutefois limitée par son coût de production, le cyclotron (Le cyclotron est un type d’accélérateur circulaire inventé par Ernest Orlando Lawrence en 1931. Dans un cyclotron, les particules placées dans un champ magnétique suivent une...) étant la seule source de neutrons disponible.

Après la Seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du...) Guerre mondiale, le développement des réacteurs nucléaires, qui utilisent le graphite comme modérateur, autorise la production massive (Le mot massif peut être employé comme :) de carbone 14, dont l'emploi se répand dans tous les domaines de recherche biomédicale.

Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

Vous pouvez soumettre une modification à cette définition sur cette page. La liste des auteurs de cet article est disponible ici.