炭素年代測定法

ヤポネシアからの続き

14Cを用いた，炭素年代測定法について。

炭素14（0+1）から窒素14（1+0）へのガモフテラーベータ(−)崩壊の半減期5730年(1.81*10^11 s)は，アイソバリックアナログ状態の酸素14（0+1）から窒素14（1+0）のベータ(＋)崩壊/電子捕獲の半減期70.6秒に比べると9桁ほどと圧倒的に大きい。その理由は次のように説明される。

β+崩壊の方は，ほとんどが，0+1→0+0励起状態の許容フェルミ遷移になるため，1+0基底状態への分岐比は0.61%である。これを補正すれば 4桁回復する。また，遷移エネルギー差が大きく影響する位相空間からくる寄与（f値）を計算してみれば 4桁の差が縮まる。これらを考慮すると，荷電対称性から1になるべき遷移行列要素の比率が1桁以内に収まる（それでも結構な違いが残る）。

炭素年代測定法は，授業の課題でもたびたび取り上げたし，AMS（加速器質量分析）の話題とからめて入試問題も作成したので，馴染のはずだった。ところが，縄文人のDNA分析の話の中で，重要な補正項があることを始めて知った。

地球の炭素循環は大気圏，表層海洋圏，深層海洋圏，陸上生物圏，海洋生物圏などのブロックに分割できるが，それぞれの部分に蓄えられる炭素の割合と，その拡散時間が異なっている。そこで，これらの炭素リザーバーの効果を適切に評価する必要がある。例えば，海洋生物を主に食べているヒトの炭素では，深層海洋圏に長くとどまることで14Cの割合が減少した炭素が海洋生物圏に達し，その割合が大きくなることから，年代推定に影響を与えることになる等々。