Współczesne metody badań instrumentalnych

Podobne dokumenty
Datowanie metodą Elektronowego Rezonansu Paramagnetycznego (EPR) Daniel Roch Fizyka techniczna Sem IX

Podstawy metody radiowęglowej. Kalibracja radiowęglowej skali czasu.

PODSTAWY DATOWANIA RADIOWĘGLOWEGO

Odkrycie jądra atomowego - doświadczenie Rutherforda 1909 r.

Rezonanse magnetyczne oraz wybrane techniki pomiarowe fizyki ciała stałego

Karta zgłoszenia tematu pracy dyplomowej

NEUTRONOWA ANALIZA AKTYWACYJNA ANALITYKA W KONTROLI JAKOŚCI PODSTAWOWE INFORMACJE O REAKCJACH JĄDROWYCH - NEUTRONOWA ANALIZA AKTYWACYJNA

2. Metody, których podstawą są widma atomowe 32

Materiał obowiązujący do ćwiczeń z analizy instrumentalnej II rok OAM

Promieniotwórczość naturalna. Jądro atomu i jego budowa.

SPEKTROMETRIA CIEKŁOSCYNTYLACYJNA

Techniki analityczne. Podział technik analitycznych. Metody spektroskopowe. Spektroskopia elektronowa

Datowanie luminescencyjne

Wykład XIV: Właściwości optyczne. JERZY LIS Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Katedra Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych

DATOWANIE - BADANIE WIEKU OBIEKTÓW

METODY PRZYGOTOWANIA PRÓBEK DO POMIARU STOSUNKÓW IZOTOPOWYCH PIERWIASTKÓW LEKKICH. Spektrometry IRMS akceptują tylko próbki w postaci gazowej!

WYZNACZANIE ZAWARTOŚCI POTASU

SPEKTROMETRIA IRMS. (Isotope Ratio Mass Spectrometry) Pomiar stosunków izotopowych (R) pierwiastków lekkich (H, C, O, N, S)

W2. Struktura jądra atomowego

Właściwości optyczne. Oddziaływanie światła z materiałem. Widmo światła widzialnego MATERIAŁ

Prawo rozpadu promieniotwórczego. Metoda datowania izotopowego.

Widmo promieniowania

Pracownia Jądrowa. dr Urszula Majewska. Spektrometria scyntylacyjna promieniowania γ.

Przewaga klasycznego spektrometru Ramana czyli siatkowego, dyspersyjnego nad przystawką ramanowską FT-Raman

SYMULACJA GAMMA KAMERY MATERIAŁ DLA STUDENTÓW. Szacowanie pochłoniętej energii promieniowania jonizującego

Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego - wprowadzenie

ZAPLECZE LABORATORYJNO-TECHNICZNE Wydział Nauk o Ziemi i Gospodarki Przestrzennej UMCS

ANALITYKA W KONTROLI JAKOŚCI

1. JĄDROWA BUDOWA ATOMU. A1 - POZIOM PODSTAWOWY.

Fizykochemiczne metody w kryminalistyce. Wykład 7

Termoluminescencja. Ewelina Tyran Katarzyna Białek. Kraków,

Wyznaczanie bezwzględnej aktywności źródła 60 Co. Tomasz Winiarski

Ćwiczenie 3++ Spektrometria promieniowania gamma z licznikiem półprzewodnikowym Ge(Li) kalibracja energetyczna i wydajnościowa

Spektrometria w bliskiej podczerwieni - zastosowanie w cukrownictwie. Radosław Gruska Politechnika Łódzka Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności

Spektroskopia charakterystycznych strat energii elektronów EELS (Electron Energy-Loss Spectroscopy)

I ,11-1, 1, C, , 1, C

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 96: Dozymetria promieniowania gamma

Spektroskopia. Spotkanie pierwsze. Prowadzący: Dr Barbara Gil

Substancje radioaktywne w środowisku lądowym

Spis treści. Trwałość jądra atomowego. Okres połowicznego rozpadu

Zagrożenia naturalnymi źródłami promieniowania jonizującego w przemyśle wydobywczym. Praca zbiorowa pod redakcją Jana Skowronka

Kierunek i poziom studiów: Chemia, drugi Sylabus modułu: Spektroskopia (0310-CH-S2-016)

Spektroskopia molekularna. Ćwiczenie nr 1. Widma absorpcyjne błękitu tymolowego

Energetyka Jądrowa. Wykład 3 14 marca Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

Metody chemiczne w analizie biogeochemicznej środowiska. (Materiał pomocniczy do zajęć laboratoryjnych)

Badanie mechanizmów działania fotouczulaczy - pomiary tlenu singletowego i wolnych rodników

Promieniowanie jonizujące Wyznaczanie liniowego i masowego współczynnika pochłaniania promieniowania dla różnych materiałów.

12. WYBRANE METODY STOSOWANE W ANALIZACH GEOCHEMICZNYCH. Atomowa spektroskopia absorpcyjna

Oferta usługowa Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej Akademii Górniczo-

Atomowa spektrometria absorpcyjna i emisyjna

Oddziaływanie cząstek z materią

Autorzy: Zbigniew Kąkol, Piotr Morawski

Budowa atomu. Izotopy

Detekcja promieniowania jonizującego. Waldemar Kot Zachodniopomorskie Centrum Onkologii w Szczecinie

Zadania powtórkowe do egzaminu maturalnego z chemii Budowa atomu, układ okresowy i promieniotwórczość

Energetyka konwencjonalna odnawialna i jądrowa

pobrano z serwisu Fizyka Dla Każdego - - zadania z fizyki, wzory fizyczne, fizyka matura

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 950

RAPORT Z POMIARÓW PORÓWNAWCZYCH STĘŻENIA RADONU Rn-222 W WODZIE

Zadanie 3. (2 pkt) Uzupełnij zapis, podając liczbę masową i atomową produktu przemiany oraz jego symbol chemiczny. Th... + α

PRODUKTY CHEMICZNE Ćwiczenie nr 3 Oznaczanie zawartości oksygenatów w paliwach metodą FTIR

Tematyka ćwiczeń laboratoryjnych z Biofizyki dla studentów I roku Kierunku Lekarsko-Dentystycznego w Zabrzu w roku akademickim 2017/18

Promieniowanie jonizujące

Badanie absorpcji promieniowania γ

Temat 1 Badanie fluorescencji rentgenowskiej fragmentu meteorytu pułtuskiego opiekun: dr Chiara Mazzocchi,

Promieniowanie jonizujące

PODSTAWY LABORATORIUM PRZEMYSŁOWEGO. ĆWICZENIE 3a

Osiągnięcia. Uzyskane wyniki

Metody spektroskopowe:

Ćwiczenie LP2. Jacek Grela, Łukasz Marciniak 25 października 2009

Opracowała: mgr Agata Wiśniewska PRZYKŁADOWE SPRAWDZIANY WIADOMOŚCI l UMIEJĘTNOŚCI Współczesny model budowy atomu (wersja A)

Analiza spektralna widma gwiezdnego

Pomiary transportu rumowiska wleczonego

Pomiary prądu w gazach zjonizowanych.

ZASADY ZALICZENIA PRZEDMIOTU MBS

Rok akademicki: 2030/2031 Kod: STC OS-s Punkty ECTS: 2. Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Ruch ładunków w polu magnetycznym

Zapis zmian hydrologicznych i klimatycznych w obszarach krasowych polski południowej na podstawie badań izotopowych

ZAŁĄCZNIKI. do wniosku dotyczącego ROZPORZĄDZENIA PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY

OCHRONA RADIOLOGICZNA PACJENTA. Promieniotwórczość

Optyka falowa. Optyka falowa zajmuje się opisem zjawisk wynikających z falowej natury światła

Jonizacja plazmą wzbudzaną indukcyjnie (ICP)

2008/2009. Seweryn Kowalski IVp IF pok.424

I edycja Konkursu Chemicznego im. Ignacego Łukasiewicza dla uczniów szkół gimnazjalnych. rok szkolny 2014/2015 ZADANIA.

OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

POTWIERDZANIE TOŻSAMOSCI PRZY ZASTOSOWANIU RÓŻNYCH TECHNIK ANALITYCZNYCH

Fizyka współczesna. Jądro atomowe podstawy Odkrycie jądra atomowego: 1911, Rutherford Rozpraszanie cząstek alfa na cienkich warstwach metalu

KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW. Eliminacje rejonowe II stopień

LABORATORIUM PROMIENIOWANIE W MEDYCYNIE

RACHUNEK PRAWDOPODOBIEŃSTWA I STATYSTYKA MATEMATYCZNA

SPEKTROSKOPIA NMR. No. 0

Moduły kształcenia. Efekty kształcenia dla programu kształcenia (kierunku) MK_06 Krystalochemia. MK_01 Chemia fizyczna i jądrowa

Wykłady z Chemii Ogólnej i Biochemii. Dr Sławomir Lis

Sprzęganie światłowodu z półprzewodnikowymi źródłami światła (stanowisko nr 5)

Spektroskopia molekularna. Spektroskopia w podczerwieni

Chemia kryminalistyczna

SPECYFIKACJA TECHNICZNA ZESTAWU DO ANALIZY TERMOGRAWIMETRYCZNEJ TG-FITR-GCMS ZAŁĄCZNIK NR 1 DO ZAPYTANIA OFERTOWEGO

Promieniowanie cieplne ciał.

Transkrypt:

Współczesne metody badań instrumentalnych Wykład XIII Elektronowy rezonans paramagnetyczny Metody datowania

Spin elektronowy

Zjawisko rezonansu spinowego

Widmo elektronowego rezonansu spinowego (elektronowego rezonansu paramagentycznego) Absorpcja mikrofal, dp/db Pole magnetyczne, B

Spektrometr EPR

Spektroskopia EPR Próbki o masach rzędu mg umieszcza się we wnęce rezonansowej spektrometru

Spektroskopia EPR badania strukturalne uzyskujemy szczegółowe informacje o strukturze krystalicznej minerałów (struktura nadsubtelna) badania materiałów węglowych informacje o stopniu grafityzacji zwęglonych materiałów organicznych na podstawie analizy anizotropii czynnika g; w badaniach chemicznych do wykrywania wolnych rodników. Masa próbki niezbędna do zaobserwowania rezonansu kilka mg (10-11 g paramagnetyka)

EPR w badaniach pochodzenia marmuru Carrara, Włochy D. Attanasio and R. Platania: ESR Spectroscopy as a Tool for identifying Joining Fragments of Antique Marbles: The Example of Pulpit by Donatello and Michelozzo, Journal of Magnetic Resonance 144, 322-329 (2000)

Marmur Powstaje wskutek metamorfizmu skał wapiennych oraz dolomitowych kalcyt CaCO 3 biały marmur dolomit CaMg(CO 3 ) 2 Śladowe domieszki jonów Mn 2+ podstawianych za jony Ca 2+ w kalcycie, jony Ca 2+ bądź jony Mg 2+ w dolomicie są odpowiedzialne za charakter widma EPR D. Attanasio and R. Platania: ESR Spectroscopy as a Tool for identifying Joining Fragments of Antique Marbles: The Example of Pulpit by Donatello and Michelozzo, Journal of Magnetic Resonance 144, 322-329 (2000)

Widmo EPR od sproszkowanych próbek marmurów D. Attanasio and R. Platania: ESR Spectroscopy as a Tool for identifying Joining Fragments of Antique Marbles: The Example of Pulpit by Donatello and Michelozzo, Journal of Magnetic Resonance 144, 322-329 (2000)

Elektronowy rezonans paramagnetyczny w tynkach Sgraffito na Rynku w Trzebiatowie 1635r. 2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000 Magnetic field, Gs Widmo EPR sproszkowanej próbki tynku Trzebiatów. Widoczna jest struktura nadsubtelna jonów Mn2+, która nakłada się na szeroką linię pochodzącą od jonów metali przejściowych w dużym stężeniu.0

Elektronowy rezonans paramagnetyczny w tynkach 1000 Gs Widmo EPR sproszkowanej próbki tynku Międzylesie. Szeroka linia wskazuje na obecność janów metali przejściowych występujących w znacznych stężeniach. Magnetic field, Gs

Badania EPR sgraffit architektonicznych Badane sgraffito na fasadzie domu mieszkalnego na Zamku w Żarach

Węgiel drzewny w tynku sgraffitowym, mikrofotografia Węgiel drzewny w tynku sgraffitowym, obraz z mikroskopu skaningowego

Elektronowy rezonans paramagnetyczny w węglu drzewnym BRONISZOW MIEDZYLESIE 3400 3410 3420 3430 3440 3400 3410 3420 3430 3440 WILKOW WIELKI SITT WASILLA 3400 3410 3420 3430 3440 Magnetic field, Gs 3400 3410 3420 3430 3440 Magnetic field, Gs Widma EPR sproszkowanego węgla drzewnego wypreparowanego z próbek zabytkowych tynków sgraffitowych. Analizie porównawczej poddaje się kształt linii węglowych.

Elektronowy rezonans paramagnetyczny w węglu drzewnym próbka opis czas powstania g g Międzylesie tynk sgraffitowy z węglem drzewnym Broniszów tynk sgraffitowy z węglem drzewnym 1580 2,0049 2.0023 1606 2,0060 2,0032 Wilków Wielki tynk sgraffitowy z węglem drzewnym XVI/XVIIw 2,0050 2,0022 Płoty tynk sgraffitowy 1618 2,0042 2,0029 z węglem drzewnym Trzebiatów tynk sgraffitowy 1635 1,0047 2,0029 z węglem drzewnym Sitt Wassila zaprawa murarska 1664. 2,0034 2,0028 z węglem drzewnym wzorzec 1 tynk sgraffitowy 2003 2,0040 2,0029 z węglem drzewnym wzorzec 2 węgiel drzewny 2003 2,0034 2,0033 Z porównania wartości g oraz g wynika, że z wiekiem próbek wzrasta anizotropia czynnika g.

Spektroskopia EPR próbek olejnych warstw malarskich Widmo EPR próbki pobranej z obrazu Jacka Malczewskiego Głowa starca (1880 r., Mp 1262). Widmo uzyskano w temperaturze 50 K. Widoczna jest charakterystyczna linia pochodząca od rodników CH 2

Datowanie metodą EPR Widmo EPR hydroksyapatytu wyekstrahowanego ze szkliwa zębów po dostarczeniu dawki promieniowania β Datowanie metodą EPR jest radiometryczną metodą datowania opartąo pomiary akumulowanych na przestrzeni czasu zmian pod wpływem promieniowania w materiałach krystalicznych. Promieniowanie prowadzi do powstawania defektów w strukturze krystalicznej, tzw. pułapek elektronowych. Analiza EPR może dostarczyćinformacji z wielu materiałów, lecz jest szczególnie ważna dla archeologii oraz poleoantropologii. Technikę tę najczęściej stosuje się do datowania szkliwa zębów (hydroksyapatyt pochodzenia biologicznego). Datowanie EPR było stosowane z różnym powodzeniem w odniesieniu do materiałów pochodzących z wielu stanowisk archeologicznych na całym świecie. Ograniczeniem metody jest niepełne zrozumienie procesów pułapkowania w hydroksypaptycie.

Spektrokopia elektronowego rezonansu paramagnetycznego jest bardzo czułą techniką analityczną. Jednakże można ją stosować jedynie do materiałów paramagnetycznych.

Podsumowanie: Spektroskopia absorpcyjna w podczerwieni identyfikacja struktury chemicznej materiałów stanowiących budulec dzieł sztuki wystarczają próbki o masie ułamka mg, możliwe pomiary in situ Spektroskopia ramanowska identyfikacja struktury chemicznej materiałów stanowiących budulec dzieł sztuki wystarczają próbki o masie ułamka mg, możliwe pomiary in situ Spektroskopia elektronowego rezonansu paramagnetycznego identyfikacja struktury krystalicznej minerałów zawierających atomy pierwiastków grup przejściowych, badanie zawartości wolnych rodników wystarczają próbki o masie kilku mg straty w jakości widm związane z rozpraszaniem i odbiciami na kryształach o dużym współczynniku załamania w stosunku do medium spektralna rozdzielczość przestrzenna ~50 µm ograniczona długością fal elektromagnetycznych w podczerwieni fluorescencja ogranicza stosowanie tej metody w badaniach olejnych warstw malarskich spektralna rozdzielczość przestrzenna ~1 µm ograniczona długością fal promieniowania wzbudzającego można badać tylko materiały paramagnetyczne

Termoluminescencja (TL) Zjawisko po raz pierwszy zaobserwowane przez Sir Roberta Boyle a w 1663 roku diament naturalny

TL jest wykorzystywana do oszacowania dawki promieniowania skumulowanej w minerałach kwarc skalenie

Dawkę skumulowaną promieniowania daje się również oszacować w cegłach, które zawierają minerały kwarcu i skalenia

Lumienscencję pod wpływem zakumulowanej dawki promieniowania wykazują również przedmioty codziennego użytku, takie jak karty telefoniczne, porcelanowe koronki.

Badania TL pozwalają na określanie autentyczności dzieł sztuki oraz określania wieku ceramiki, osadów oraz skał wulkanicznych

Termoluminescencja

Mechanizm TL struktura kwarcu

Krzywa jarzenia kwarcu

Zasady datowania wypalanie cegieł, wszystkie pułapki opróżnione akumulacja naturalnego promieniowania jonizującego, następuje stopniowe zapełnianie pułapek pomiar TL, natężenie TL jest proporcjonalne do zakumuowanego promieniowania

Zasady datowania określamy dawkę roczną promieniowania. naturalnego Dw miejscu pobrania próbki określamy czułość TL próbki S, tzn. odpowiedź TL na jednostkę dawki dawka mierzymy sygnał TL próbki (NTL) wiek obiektu D T= = Ḋ dawka roczna (NTL) S Ḋ

Techniki datowania Technika drobnych ziaren Metoda wtrąceń kwarcowych Technika pre-dose (młode próbki) Próbki Próbki pobieramy zawsze powyżej poziomu wód gruntowych Cegły muszą być jednorodne w obszarze 24 cm Ściany muszą mieć grubość co najmniej 48 cm W procesie separacji należy uzyskać możliwie najczystszy kwarc

Test plateau Dla potrzeb datowania użyteczne są pułapki, których czas życia w temperaturze pokojowej jest dłuższy niż przypuszczalny wiek próbki Test plateau służy określeniu temperatury powyżej której sygnał może byćwykorzystany do datowania. Porównuje się naturalną TL próbki z TL tej samej próbki po dodaniu dawki sztucznego promieniowania β.

Dokładność pomiaru Błędy przypadkowe wynikają z samego procesu pomiaru zarówno krzywych jarzenia, jak i dawek rocznych, specyficznych dla każdego pomiaru. Błędy systematyczne związane ze specyfikąużywanych źródeł promieniowania, oprzyrządowania,jak również takich czynników związanych z pochodzeniem próbki. Wyniki datowania podaje się w następującym formacie: Data BC/AD (± p, ±a, odniesienie do laboratorium i stanowiska) gdzie p jest odchyleniem standardowym zespołu próbek, a jest błędem pojedynczej próbki lub błędem kontekstowym grupy próbek odniesienie do stanowiska powinno zawieraćliczbępróbek wykorzystanych do do utworzenia kontekstu

Laboratorium luminescencyjne obejmuje urządzenia do rejestracji widm luminescncyjnych stymulowanych optycznie oraz termicznie, wyposażone jest w diody luminescencyjne do wzbudzania próbek, źrodła promieniowania jonizującego

Układ do pomiaru TL (termoluminescencji) oraz OSL (termicznie stymulowanej luminescencji)

Układ do pomiaru TL (termoluminescencji) oraz OSL (termicznie stymulowanej luminescencji)

Przykłady zastosowań Wieża w XVI w. zmieniłą funkcję z obronnej na gołębnik. Datowanie dendrochrono-logiczne wykazało, że drewno z dolnych kondygnacji pochodzi z z okresu 1378 1390, zaśdrewno więźbydachowejz lat 1525 1545. Datowanie cegie (AD 1532 (15,4, 9,2)) potwierdziło te zmiany i pozwoliło na wyciągnięcie dodatkowego wniosku. Jest to możliwe dzięki analizie umiejscowienia próbek. Umiejscowienie próbek, które daje datę1532 dotyczy miejsc, o których wcześniej sądzono, że stanowiąstarszączęśćbudowli. Próbki zostały pobrane z flanek oraz gzymsów biegnących poniżej. Wynika stąd, że jednocześnie ze zmianą funkcji budowli wzmocniono same flanki. Wieża w Villa Gonzato

Przykłady zastosowań Prawdopodobnie dzieło Andrea Palladio (1508-1580). Do momentu datowania metodątl istniały kontrowersje co do przynależności tego obiektu do dorobku tego architekta. Analizy stylistycze i dokumentacja wskazywały na okres 1541-69 (szczyt aktywności Palladio). Próbki do datowania były pobierane na poziomie attyki. Datowanie pozwoliło na ustalenie daty wypalania cegiełna 1543. Data ta nie jest dowodem na autorstwo Palladia, jednakże wyklucza możliwość, że budynek powstał przez rokiem 1525. Okazało się również, że główna ściana nośna jest starsza (1343), co dowodzi istnienia tutaj wcześniejszego budynku. Villa Sarego w Santa Sofia di Pademonte

Datowanie metodą radiowęglową Naturalne izotopy węgla: 12 C -98,89% całkowitej zawartości węgla 13 C -1,11% 14 C 0,0000000001%, radioaktywny Hipoteza Willarda Libby ego: Wszystkie żyjące organizmy powinny zawierać niewielką domieszkę radioaktywnego izotopu 14 C, która w czasie życia organizmu jest w przybliżeniu stała, a po jego śmierci maleje zgodnie z prawem zaniku promieniotwórczego 1960 nagroda Nobla w dziedzinie chemii

Rozpad beta 14 C 14 N + 0 β+ ν 6 7-1 Prawo zaniku promieniotwórczego N= N 0 e -λt 0 We współczesnych substancjach organicznych pochodzenia zwierzęcego w przeliczeniu na 1 g węgla obserwuje się 13,6 rozpadów na min.

Założenia metody 1) koncentracja izotopu 14 C we wszystkich żyjących organizmach jest taka sama 2) koncentracja izotopu 14 C w żyjącej biosferze nie zmieniła się w czasie ostatnich kilkudziesięciu tys. lat 3) od momentu obumarcia organizmu do chwili pomiaru nie zachodziła wymiana węgla między szczątkami organicznymi a otoczeniem

Techniki pomiaru koncentracji 14 C zliczanie cząstek β pochodzących z rozpadu 14 C bezpośrednie zliczanie atomów 14 C Liquid Scintilllation Spectrometry (LSC) Gas Proportional Counting (GPC) Accelerator Mass Spectrometry (AMS)

Liquid Scintilllation Spectrometry (LSC) Ciekłoscyntylacyjna spektrometria promieniowania β Próbkę badanego materiału rozpuszcza się w benzenie bądź toluenie, który działa jak scyntylator. Scyntylacje powstające wskutek rozpadów β są rejestrowane i zliczane. Zasięg metody do 50 000 lat Komercyjny spektrometr scyntylacyjny

Gas Proportional Counting (GPC) Technika gazowych liczników proporcjonalnych Metodą tą określa się współczynniki emisji promieniowania β pochodzącego z rozpadu β. W tym celu stosuje się liczniki proporcjonalne wypełnione CO 2, acetylenem bądź metanem o wysokiej czystości uzyskanym z próbki. Zasięg metody do 40 000 lat

Accelerator Mass Spectrometry(AMS) Technika akceleratorowa połączona ze spektrometrią masową AMS umożliwia wyznaczanie stosunków izotopowych 14C/12C oraz 14C/13C poprzez jednoczesny pomiar ilości atomów 12C, 13C oraz 14C uwalnianych z odpowiednio spreparowanej katody Zaleta metody mg próbki

Accelerator Mass Spectrometry(AMS) Technika akceleratorowa połączona ze spektrometrią masową Jony węgla ze źródła wstrzykiwane są do akceleratora, stamtąd kierowane są do magnzesu analizującego. Jony 12 C 1+ oraz 13 C 1+ są odchylane do komory, w której mierzy się prąd unoszenia jonów. Pojedyncze jony 14 C 1+ kierowane są do detektora, w którym następuje zliczanie.

Accelerator Mass Spectrometry(AMS) Przygotowanie próbek 1 2 CO 2 redukuje się do grafitu w obecności wodoru w temperaturze 625 o C Organiczne próbki zawierające węgiel są utlenianie do CO 2 w temperaturze 800 o C przez 4 godz., następnie sąoczyszczane kriogenicznie 3 Następnie grafit prasuje się i umieszcza w AMS

Konwencja dotycząca zapisu dat radiowęglowych data ±σ BP BP before present, gdzie teraz oznacza 1950 rok (publikacja pierwszej daty radiowęglowej przez Libby ego). σjest to odchylenie standardowe; szansa, że wiek próbki mieści się w tym przedziale wynosi 68% Np. data 2500 ±200 BP oznacza, że istnieje 68% szans, że rzeczywisty wiek próbki znajduje się w przedziale 2300 oraz 2700 BP Jeśli podwoimy błąd standardowy (wiek próbki określony w przedziale 2100 oraz 2900), to szansa, że rzeczywisty wiek próbki mieści się w tym przedziale wynosi 95%.

Kalibracja wieku radiowęglowego Działalnośćczłowieka modyfikuje koncentrację atmosferycznego 14 C. Przede wszystkim jest to spowodowane zwiększoną emisją CO 2, którynie zawiera 14 C. Przyczyniło się do spadku zawartości 14 C w atmosferze o o około 2% po roku 1880. Od roku 1960 nastąpił z kolei wzrost zawartości 14 C powyżej poziomu normalengo, wskutek prób jądrowych. Od lat 60tychpoziom zawartości 14C spada.

Krzywa kalibracji datowania radiowęglowego

Przykłady zastosowań jaskinia w Lasceaux 15 500 BP Datowanie pigmentów węglowych oraz dodatków organicznych występujących w warstwach malarskich malowideł ściennych. Farby zawierające dodatek kwarcu, prażone w celu uzyskania odpowiedniego koloru (np. ugier po ogrzaniu przechodzi w czerwień żelazową), mogą być datowane za pomocą termoluminescencji.

Zwoje znad Morza Martwego odkryte w latach 1947-1956 r. w jaskiniach w Qumran, najstarsze istniejące kopie Biblii Najsłynniejszy jest kompletny zwój księgi Izajasza, który powstał pomiędzy II w. p. n. e. a 68 r. n. e. (zniszczenie siedliska). Data ta została potwierdzona metodą radiowęglową.

Zwoje znad Morza Martwego odkryte w latach 1947-1956 r. w jaskiniach w Qumran Wiek radiowęglowy vs wiek paleograficzny próbek zwojów Wiek radiowęglowy vs wiek kalendarzowy próbek zwojów

Całun turyński Kalibracja średniej daty radiowęglowej dla próbki z całunu turyńskiego Średnie daty radiowęglowe. Próbka #1 pochodzi z całunun turyńskiego. Wiek radiowęglowy oszacowany na 1260-1390 z poziomem ufności 95%

Datowanie mumii egipskich Data radiowęglowa 3000 BP odpowiada epoce Ramzesa I Ramzes I 1315 1314 (?)

Datowanie wieku sgraffit architektonicznych zawierających węgiel drzewny Sgraffito na Rynku w Żarach oraz obraz z mikroskopu skaningowego węgla drzewnego stosowanego do barwienia tynku. Datowanie metodą radiowęglową dało wynik 360 ± 30 BP (1560-1620)

Izotopy promieniotwórcze o zastosowaniu do określania wieku Izotopy macierzyste Izotopy potomne Okres połowicznego rozpadu Zakres użyteczności Rubid 87 Strind-87 49 mld lat >100 ml lat Tor-232 Ołow-208 14 mld lat > 200 mln lat Uran-238 Ołów-206 4,5 mld lat > 100 mln lat Potas-40 Argon-40 1,3 mld lat > 0,1 mln lat Uran-235 Ołów-207 0,7 mld lat > 100 mln lat Węgiel-14 Azot-14 5370 lat < 55 000 lat

Zakres stosowalności omawianych metod 235 U 40 K EPR TL, OSL 14 C RS, FTIR (?) 100 mln 10 mln 1 mln 100 tys 10 tys 1 tys 100 10 0 lata

Podsumowanie: Każda z przedstawionych technik ma swoje zalety i ograniczenia, które należy uwzględniać podejmując badania materiałów zabytkowych. Coraz bardziej naukowe podejście w rozwiązywaniu problemów badania dziedzictwa kulturymożliwe jest tylko w ramach interdyscyplinarnej współpracy pomiędzy konserwatorami, historykami sztuki, muzealnikami oraz badaczami w dziedzinie nauk ścisłych.

Dziękuję za uwagę