Углерод ( 6 C) имеет 15 известных изотопов , от8
С
к22
С
, из которых12
С
и13
С
стабильны . _ Самый долгоживущий радиоизотоп –14
С
, с периодом полураспада5,70(3) × 10 3 года. Это также единственный радиоизотоп углерода, обнаруженный в природе, поскольку следовые количества образуются космогенно в результате реакции14
Н
+
н
→14
С
+1
ЧАС
. Наиболее стабильным искусственным радиоизотопом является11
С
, период полураспада которого составляет20,3402(53) мин . Все остальные радиоизотопы имеют период полураспада менее 20 секунд, большинство из них - менее 200 миллисекунд. Наименее стабильным изотопом является8
С
, с периодом полураспада3,5(1,4 ) × 10-21 с . Легкие изотопы имеют тенденцию распадаться на изотопы бора , а тяжелые – на изотопы азота .
Углерод-11 или11
С
— радиоактивный изотоп углерода , распадающийся до бора-11 . Этот распад в основном происходит из-за эмиссии позитронов , причем около 0,19–0,23% распадов происходит в результате захвата электронов . [6] [7] Период полураспада составляет20,3402(53) мин .
Углерод-11 обычно используется в качестве радиоизотопа для радиоактивной маркировки молекул в позитронно-эмиссионной томографии . Среди многих молекул, используемых в этом контексте, есть радиолиганды [11
С
]DASB и [11
С
]Цимби-5 .
В природе существует три изотопа углерода: 12, 13 и 14.12
С
и13
С
стабильны и встречаются в естественной пропорции примерно 93:1 .14
С
производится тепловыми нейтронами космического излучения в верхних слоях атмосферы и переносится на Землю для поглощения живым биологическим материалом. Изотопно,14
С
составляет незначительную часть; но, поскольку он радиоактивен с периодом полураспада5,70(3) × 10 3 лет, обнаруживается радиометрически. Поскольку мертвые ткани не поглощают14
С
, количество14
С
— один из методов, используемых в археологии для радиометрического датирования биологического материала.
12
С
и13
С
измеряются как соотношение изотопов δ 13 C у бентосных фораминифер и используются в качестве показателя круговорота питательных веществ и температурно-зависимого обмена CO 2 между воздухом и морем (вентиляция). [8] Растениям легче использовать более легкие изотопы (12
С
), когда они преобразуют солнечный свет и углекислый газ в пищу. Так, например, крупное цветение планктона (свободно плавающих организмов) поглощает большое количество12
С
из океанов. Первоначально,12
С
в основном попадал в морскую воду из атмосферы. Если океаны, в которых обитает планктон, стратифицированы (это означает, что вверху есть слои теплой воды, а глубже - более холодные), то поверхностная вода не очень сильно смешивается с более глубокими водами, поэтому, когда планктон умирает , оно тонет и уносит12
С
с поверхности, оставляя поверхностные слои относительно богатыми13
С
. Там, где холодные воды поднимаются из глубин (например, в Северной Атлантике ), вода несет12
С
поддержите это. Итак, когда океан был менее стратифицирован, чем сегодня, его было гораздо больше.12
С
в скелетах поверхностно обитающих видов. Другие индикаторы климата прошлого включают наличие тропических видов, колец роста кораллов и т. д. [9]
Количества различных изотопов можно измерить с помощью масс-спектрометрии и сравнить со стандартом ; результат (например, дельта13
С
= δ13
С
) выражается в тысячных частях (‰): [10]