Carbone 14
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Pour les articles homonymes, voir Carbone 14 (homonymie) et C14 (homonymie).
Le carbone 14, noté 14C, est l'isotope du carbone[2],[3],[4] dont le nombre de masse est égal à 14 (c'est un isobare de la forme la plus commune de l'azote) : son noyau atomique compte 6 protons et 8 neutrons avec un spin 0+ pour une masse atomique de 14,003 241 99 g/mol. Il est caractérisé par un excès de masse de 3 019,89 keV et une énergie de liaison nucléaire par nucléon de 7 520 keV[1]. Le carbone 14 a longtemps été le seul radioisotope du carbone à avoir des applications. Pour cette raison, il était appelé radiocarbone[5].
Nom | Carbone 14, radiocarbone |
---|---|
Symbole |
14 6C 8 |
Neutrons | 8 |
Protons | 6 |
Présence naturelle | 1 ppt |
---|---|
Demi-vie | 5 730 ± 40 ans[1] |
Produit de désintégration | 14N |
Masse atomique | 14,003241989(4) u |
Spin | 0+[1] |
Excès d'énergie | 3 019,893 ± 0,004 keV[1] |
Énergie de liaison par nucléon | 7 520 keV[1] |
Isotope cible | Réaction |
---|---|
14 7N |
(n, p) |
Désintégration | Produit | Énergie (MeV) |
---|---|---|
β− | 14 7N |
0,156476 |
Un gramme de carbone 14 pur présente une activité de 164,9 GBq. L'unique mode de désintégration est l'émission d'une particule β avec une chaleur de réaction de 156 keV en se transmutant en azote 14N ; avec une période radioactive de 5 730 ± 40 ans, selon la réaction :
Sur Terre, le carbone 14 est formé lors de l'absorption de neutrons par des atomes d'azote de la stratosphère et des couches hautes de la troposphère et l’expulsion d'un proton :
que l'on résume en :
Les neutrons proviennent de la collision des rayons cosmiques avec les noyaux d'atomes de l'atmosphère, principalement l'azote.