İzotop Ayrıştırılmasının Açıklaması

Stabil karbon izotoplarından olan Karbon-13 (13C) ve Karbon-12 (12C) nin ayrıştırılması, bu iki izotopun numune içinde ne oranda bulunduğunun atomik kütle ağırlıklarındaki farklılıklardan yola çıkılarak hesaplanmasına dayanır. (Taylor, 1987).

Bu oranlar, radyoaktif bozunma ve yaştan bağımsız olarak hesaplanırlar.Radyokarbon yaşı hesaplaması sırasında da ayrıca izotoplarının oranlarının tespiti yapılabilir ve tespitlerin hesaplanan yaşın belirlenmesinde kullanılması mümkündür.

*****

Beta Analytic’in ücretleri C14 analizleri için gelen tüm numunelerde δ13C ölçümlerinide içermektedir. Eğer sadece δ13C ölçümü yaptırmak isterseniz, bu işlem için ayrı ücretler bulunmaktadır. Elinizdeki numune bilgisiyle beraber bizimle iletişime geçip fiyat bilgisi alabilirsiniz.

*****

İzotop Ayrımının Ölçülmesinin Önemi

Radyokarbon yaş tayini sonuçlarının daha hassas elde edilebilmesi için karbonun kararlı izotopları olan 13C ve 12C izoplarının ayrıştırılması ve oranlarının hesaba katılması gerekmektedir. Bu işlem, radyokarbon yaş tayini sonuçlarını etkileyen modern referans numuneleri ve ölçümü yapılan malzeme arasındaki farklardan bazıları olan metabolik ve solunum bazlı hataları ortadan kaldırır. Bu düzelme işlemininde kullanılan büyüklük için genelde “δ13C” terimi kullanılır.

Beta Analytic’de iki farklı δ13C büyüklüğü ölçülür:
– Birincisi, AMS ile ölçümü yapılan ve sadece toplam izotop ayrımının düzeltilmesinde kullanılan “AMS δ13C” olarak da nitelendirilen büyüklüktür. Bu değer, raporlanmaz ancak “Conventional Radiocarbon Age”, Geleneksel Radyokarbon Yaşı’nın hesabında kullanılır. Bu da, yaşın hesabında izotop dağılımı düzeltilmesinin yapıldığı anlamına gelir.

– Beta, δ13C değerini ayrıca doğrudan izotop kütle oranı spektrometresinde (IRMS)de ölçer. BU ölçüm için genelde, ”IRMS δ13C” terimi kullanılır.
Bu değer doğrudan ölçümü yapılan malzemeyi temsil eder ve literatür de bu değer kullanılır.

Karşılaştırma yapmak gerekirse, “AMS δ13C” değeri yanıltıcı olup yorumlamaya daha açıktır. Radyokarbon yaş tayini için numune gönderen araştırmacılar, ”δ13C” değerinin nasıl ölçüldüğünden emin olmalılardır. Eğer verilen değer “AMS δ13C” ise, bu değer beslenme alışkanlıklarının belirlenmesinde kullanılmaz. Beta, sadece IRMS ile ölçülen gerçek “δ13C” değerini raporlar.

İzotop Oranlarının Ölçümü

AMS lab

Jeokimyasal döngü sırasındaki izotop ayrışımı karbonun doğal bir döngüsü olup, her bir (12C, 13C ve 14C) izotop için farklı bir denge haline sahiptir. Craig (1953) bazı biyokimyasal işlemlerin bu dengeyi değiştirdiğini gözlemlemiştir. Bu işlemlerden bir tanesi de fotosentezdir. Fotosentez sırasında bir izotop diğer izotoptan daha fazla çıkabilir. Bu oranı Harkness, 1979 yılında normal denge halinden %1.8 fazla olarak tespit etmiştir.

Buna karşılık, okyanuslarda çözülen karbon atmosferde çözülen karbona göre %0.7 daha fazla 13C e sahiptir.

14C/12C izotop oranı ise daha hassas ölçümlerin yapılmasını gerektiren bir orandır. Bu oran genellikle, 13C/12C oranının iki katı kadardır.Bu oranlar normal bir kütle spektroskometrisiyle de bulunabilir.

δ13C değeri ise izotop ayrışımından alınan en önemli veriyi sağlayan bulgudur. Bu değer ile, numunenin nereden gelmiş olabileceği, ya da içeriği hakkında bilgi sahibi olmak mümkün olabilir.

Örneğin, bir kabuklu deniz canlısı genellikle -1 ve +4 o/oo arası δ13C değeri verirken, tatlı su kabuklu canlısı -8 ve -12 arası bir değer verir. En azından bu testle, canlının yaşadığı ortamın bulunması mümkün olabilmektedir.

İzotop oranı bilgisiyle aynı zamanda, doğal olmayan yollardan malzeme giriş yapmış karbonun oranı da tespit edilebilir. Liquid Scintillation Counting-Sıvı Sintilasyon Sayım sırasında gaz basılması işleminin tam denge hali vermemesinden elde edilebilecek bazı sonuçlar mevcuttur. Küçük ya da büyük atomlu yapıların bu işlemler sırasında yine farklı sonuçlar verdikleri bilinmektedir.

Geleneksel Radyokarbon Yaşı (BP) ve C13/12 Düzeltmesi

Bir radyokarbon yaşı ya da geleneksel radyokarbon yaşı (CRA), Stuiver ve Polach (1977) ın radyokarbon dergisinde yayınladıkları parametrelere göre belirlenir. CRA hesaplamasında zamandan bağımsız bir C14 aktivitesi olduğu varsayılır. Varolabilecek bu aktivitenin uluslararası radyokarbon standartına uygun olduğu kabul edilmektedir.

Geleneksel radyokarbon yaşı BP, radyokarbonun bozunma denklemi olarak

t=-8033 ln(Asn/Aon)

kullanılır. Burada,-8033 ortalama 14C nin ömrüdür. (Stuiver ve Polach, 1977). Aon ise, bir dakikadaki sayım aktivitesidir. Asn numunenin cpm değerini verir.

Bir radyokarbon yaşı aşağıdakiler hesaba katılarak hesaplanır:

  • yarı ömür 5568 yıl;
  • modern radyokarbon standartı olarak Oksalik asit I veya II nin kullanımı
  • numune izotop ayrışmasının düzeltmesi (δ13C) nin normal değere göre -25.0 per mille lik bir sapması olduğu;
  • 1950 AD nin 0 BP olarak kabulü,
  • tüm C14 rezervlerinin zaman içinde denge halinde kaldığı.