கதிரியக்கக்கரிமக் காலக்கணிப்பு

கதிரியக்கக்கரிமக் காலக்கணிப்பு அல்லது கதிரியக்கக்கார்பன் காலக்கணிப்பு (Carbon dating, Radiocarbon dating) என்பது, இயற்கையில் காணப்படும், கரிமம்-14 என்னும் கரிமத்தின்ஓரிடத்தானைப் (சமதானி) பயன்படுத்திக் கரிமம் (கார்பன்) கலந்த பொருட்களின் வயதைக் கண்டுபிடிப்பதற்கான கதிரியக்க அளவைமுறை ஆகும். இம் முறையைப் பயன்படுத்தி 58,000 முதல் 62,000 ஆண்டுகள் வரையான பொருட்களின் வயதை அறிந்துகொள்ள முடியும். பொதுவாக இதன் மூலம் கணிக்கப்படும் வயது, தற்காலத்துக்கு முந்திய (Before Present (BP)) கதிரியக்கக்கரிம ஆண்டுகளில் தரப்படுகின்றது. இங்கே தற்காலம் என்பது கி.பி. 1950 என வரையறுக்கப் பட்டுள்ளது. மேற்படி வயதை, வழமையான நாட்காட்டி ஆண்டுகளாக மாற்றிக்கொள்ள முடியும்.

1: carbon-14 உருவாக்கம்
2: carbon-14 சிதைவு
3: உயிருடனுள்ள உயிரினங்களுக்கு சமன்குறி; உயிரற்றவைக்கு சமனின்மைக் குறி.

கதிரியக்கக்கரிமக் காலக்கணிப்பு நுட்பம், சிக்காகோ பல்கலைக்கழகத்தில் பேராசிரியராக இருந்த வில்லார்ட் ஃபிராங்க் லிப்பி என்பவராலும் அவரது உடன்பணியாளர்களினாலும் 1949 ஆம் ஆண்டு கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. மாற்றீடு செய்யப்படக்கூடிய கரிமம்-14 (¹⁴
C) இன் சீரான கதிரியக்கச் செறிவு (steady state radioactivity concentration), ஒரு கிராம் கரிமத்தில், ஒரு நிமிடத்துக்கு 14 அழிவுகளாக இருக்கும் எனக் கணிப்பிட்டார். 1960 ஆம் ஆண்டில், கரிமம்-14 (¹⁴C) காலக் கணிப்பு முறைக்காக லிப்பிக்கு, வேதியியலுக்கான நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டது.

நுட்ப மேம்பாடும் பயன்பாடும்

குரோனிங்கென் பல்கலைக்கழகத்தைச் (University of Groningen) சேர்ந்த ஹெசெல் டி விரீஸ் (Hessel de Vries) என்பார் கண்டுபிடிக்கும் முறைகளையும் பல்வேறு துறைகளில் அதன் பயன்பாட்டையும் மேலும் முன்னெடுத்துச் சென்றார்.

இயற்பியல் அடிப்படை

கரிமத்துக்கு நிலையான, கதிரியக்கமற்ற இரண்டு ஓரிடத்தான்கள் உண்டு (கரிமம்-12 (¹²C), கரிமம்-13 (¹³C)). அத்துடன் புவியில் மிகக் குறைந்த அளவிலான கதிரியக்கம் உள்ள கரிமம்-14 (¹⁴C) ஓரிடத்தானும் காணப்படுகின்றது. கதிரியக்கம் காரணமாகப் படிப்படியாக அழிகின்ற கரிமம்-14 இன் அரைவாழ்வுக் காலம் 5730 ஆண்டுகளாகும். அண்டக் கதிர்கள், வளிமண்டலத்தில் உள்ள நைதரசன் மீது தாக்கிப் புதிதாகக் கரிமம்-14 அணுக்களை உருவாக்குகின்றன. இவ்வாறு நிகழாவிட்டால், கரிமம்-14 எப்பொழுதோ முற்றாக அழிந்துபோயிருக்கும்.

கரிமத்துக்கு ¹⁴
C என்கிற ஒரு கதிரியக்கமுடைய ஓரிடத் தனிமம் (ஐசோடோப்பு) உள்ளது. வளியிலுள்ள நைதரசனுடன் நியூத்திரன் வினைப்பட்டு கரிமம்-14 ஐத் தோற்றுவிக்கிறது.

இந்த வினை பின்வருமாறு குறிக்கப்படும்:

$n+\mathrm {^{14}_{7}N} \rightarrow \mathrm {^{14}_{6}C} +p$

இந்த வினைக்குத் தேவையான நியூட்ரான்கள், அண்டக் கதிர்கள் வளிமண்டலத்தையடையும் போது வளிமூலக்கூறுகளில் வினைப்பட்டு பெறப்படுகிறது. இந்த கதிரியக்கமுடைய கரி 14 உயிர்ப்புள்ள மரம், செடிகொடிகளால் ஏற்றுக்கொள்ளபடுகிறது. இது CO2 நிலையில் ஏற்றுக் கொள்ளப்படுகிறது. தொடக்கத்தில் குறைந்த அளவே இருக்கும் கரி 14 இன் அளவு நாள்கள் செல்லச் செல்ல கூடுகிறது. கதிரியக்கம் காரணமாக இது குறைவு படவும் செய்கிறது. ஒரு நிலையில் கரி 14 இன் அளவு நிலையானதாக, கதிரியக்கச் சமநிலையினை அடைகிறது. இந்த அளவு ஒரு கிராம் கட்டைக் கரியில் 19 Bq-பெக்கரலாக உள்ளது.ஆனால் இந்த மரம் வெட்டப்பட்டோ அல்லது உயிர்ப்பு இழந்த நிலையில் புதிதாக கரி 14 சேராது அல்லது கூடாது. எனவே கரி 14 லின் அளவு, கதிரியக்கம் காரணமாக குறைந்து கொண்டே இருக்கும். கரி 14 இன் அரை வாழ்நாள் 5600 ஆண்டுகளாகும். இதனைப் பயன்படுத்தி பழைய மரத்தின் துண்டிலிருந்து அதன் பழமையினைக் கணக்கிட்டுத் தெரிந்து கொள்ளமுடியும்.

எடுத்துக்காட்டிற்காக பழைய மரத்துண்டிலிருந்து வினாடிக்கு 14 எண்ணிக்கை கிடைக்கிறது என்றால், அறிந்த வாய்பாட்டிலிருந்து:

${\frac {I}{IO}}={\frac {14}{19}}=e-\lambda T$

$-0.305=-\lambda T$

$T={\frac {0.305}{\lambda }}$என்று எழுதலாம்.

ஆனால்

$\lambda ={\frac {0.693}{T\times {\frac {1}{2}}}}$

$\lambda ={\frac {0.693}{5600}}$

$T={\frac {0.305\times 5600}{0.693}}=2465$ஆண்டுகள்.

எனவே அந்த மரத்துண்டு சுமார் 2500 ஆண்டுகள் பழமையானது என அறியலாம்.