Вугле́ць-14 (, історичні назви ра́діовугле́ць, ра́діокарбо́н) — радіоактивний нуклід хімічного елемента вуглецю з атомним номером 6 і масовим числом 14.
Вуглець-14 є одним із природних радіоактивних ізотопів. 27 лютого 1940 року його вперше виявили під час своїх експериментів американські фізики та . Період його напіврозпаду, що становить 5730 ± 30 років, був встановлений пізніше ( у своїх перших експериментах отримав 2700 і 4000 років, Ліббі 1951 року прийняв час напіврозпаду у 5568 ± 30 років). Це дало змогу використовувати цей ізотоп для встановлення віку радіоактивним шляхом у геології при датуванні біоматеріалів віку до . Найчастіше використовується у льодовиковій та післяльодовиковій геології, в археології, а також у фізиці атмосфери, геоморфології, гляціології, гідрології та ґрунтознавстві, у фізиці космічних променів, фізиці Сонця і в біології, не лише для датувань, але і як трасер різних природних процесівВ. Левченко. — «Радиоуглерод и абсолютная хронология: записки на тему» . — «Русский Переплёт», 18 декабря 2001..
Вуглець-14 утворюється в атмосфері з азоту-14 під впливом космічних променів. Відносний вміст вуглецю-14 у відношенні до «звичайного» (вуглецю-12) в атмосфері залишається приблизно постійним (приблизно 1:1012). Як і звичайний вуглець, 14C вступає у реакцію з киснем, утворюючи вуглекислий газ, який потрібен рослинам у процесі фотосинтезу. Люди та різні тварини потім споживають рослини та виготовлені з них продукти в їжу, засвоюючи таким чином і вуглець-14.
Утворення та розпад Вуглець-14 утворюється у верхніх шарах тропосфери та стратосфери внаслідок поглинання атомами азоту-14 теплових нейтронів (реакція (n-p)), які, своєю чергою, є результатом взаємодії космічних променів та сполук атмосфери:
Переріз процесу достатньо високий (). Він у 25 разів вище, ніж перетин конкуруючого процесу — радіатівного захоплення теплового нейтрона .
З найбільшою швидкістю вуглець-14 утворюється на висоті від 9 до на високих геомагнітних широтах, проте потім він рівномірно розподіляється по всій атмосфері.
Ще один природний канал утворення вуглецю-14 — відбувається з дуже малою ймовірністю кластерний розпад деяких важких ядер, що входять до радіоактивних рядів. Останнім часом виявлений розпад з емісією вуглецю-14 ядер (ряд торію), (ряд урану-актинію), (ряд урану-радію); передбачений, але експериментально не виявлений аналогічний процес для інших природних важких ядер (кластерна емісія вуглецю-14 виявлена також для відсутніх у природі нуклідів , , та ). Швидкість утворення радіогенного вуглецю-14 з цього каналу занадто мала порівняно зі швидкістю утворення космогенного вуглецю-14Baum, E. M. et al. (2002). Nuclides and Isotopes: Chart of the nuclides 16th ed.. Knolls Atomic Power Laboratory (Lockheed Martin)..
Вуглець-14 зазнає --розпад, внаслідок розпаду утворюється стабільний нуклід (виділяється енергія ) :
Див. також Радіовуглецеве датування Сплеск вуглецю-14 у 774 році
Примітки