25%
例:
🏺 測定結果パネル
この炭化材の残存率は25%。何年前のもの?推理しよう
ヒント:残存率が「半分」になる回数(半減期の個数)を数え、5730年をかけよう。
C-14残存率100%
粒子の数え上げ400/400 個
表示する年代は下の式による決定論的な値。粒子の壊変はランダムなので、粒子の数は理論値のまわりで少しゆらぐ(年代計算には使わない)。
- (a) 補給の停止:生きている生物は光合成や食物を通じて大気からC-14を補給し続けるので、体内のC-14の割合は大気と同じに保たれる。死ぬ(木が切り倒される)と補給が止まり、その瞬間(残存率100%)からC-14は減る一方になる。
- (b) C-14の生成:大気上層で宇宙線(が生む中性子)が窒素14に当たってC-14が生み出される。ここでは生成率が一定で、大気中のC-14の割合は昔も今も同じと仮定する。
- (c) 測定の限界:約5万年(約9半減期、残存率0.2%程度)を過ぎるとC-14がほとんど残らず正確に測れないため、遡れる限界は約5万年前まで。
- 壊変:C-14 → N-14 + 電子 + 反ニュートリノ(β⁻壊変)。半減期は5730年で固定し、変更する操作はない。
- 各粒子の壊変時刻は ti = (5730/ln2)×(−ln r)(r:0〜1の一様乱数、平均寿命 τ=5730/ln2≈8,267年)。お題の式 5730×ln2×(−ln r) をそのまま使うと半減期が約2,753年になってしまうため、半減期がちょうど5730年となる τ=5730/ln2 を用いた。