Carbono-14
O único radionuclídeo cosmogênico que contribui significativamente para a exposição interna do ser humano é o carbono-14. O carbono radioativo-14 tem meia-vida de 5730 anos e sofre decaimento β , onde o nêutron é convertido em próton , elétron e antineutrino :
Apesar dessa meia-vida curta em comparação com a idade da Terra, o carbono-14 é um isótopo que ocorre naturalmente. Sua presença pode ser explicada pela seguinte observação simples. Nossa atmosfera contém muitos gases, incluindo o nitrogênio-14. Além disso, a atmosfera é constantemente bombardeada com raios cósmicos de alta energia , consistindo de prótons, núcleos mais pesados ou raios gama. Esses raios cósmicos interagem com os núcleos da atmosfera e também produzem nêutrons de alta energia . Esses nêutrons produzidos nessas colisões podem ser absorvidos pelo nitrogênio-14 para produzir um isótopo de carbono-14:
O carbono-14 também pode ser produzido na atmosfera por outras reações de nêutrons, incluindo em particular 13C (n, γ) 14C e 17O (n, α) 14C. Como resultado, o carbono-14 é formado continuamente na atmosfera superior pela interação dos raios cósmicos com o nitrogênio atmosférico. Em média, apenas um em cada 1,3 x 10 12 átomos de carbono na atmosfera é um átomo de carbono-14 radioativo. Como resultado, todas as substâncias biológicas vivas contêm a mesma quantidade de C-14 por grama de carbono, ou seja, 0,3 Bq de atividade do carbono-14 por grama de carbono. O carbono-14 está presente no corpo humano (13 kg de carbono em 70 kg humano) a um nível de cerca de 3700 Bq (0,1 μCi) com uma meia-vida biológica de 40 dias. Observe que meia-vida biológicaé o tempo necessário para que a quantidade de um elemento em particular no corpo diminua para metade do seu valor inicial devido à eliminação apenas por processos biológicos. No entanto, um átomo de carbono está na informação genética de cerca de metade das células, enquanto o potássio não é um componente do DNA. A decomposição de um átomo de carbono-14 no DNA de uma pessoa acontece cerca de 50 vezes por segundo, alterando um átomo de carbono para um de nitrogênio.
A dose anual de carbono-14 é estimada em cerca de 12 μSv / ano .
Enquanto o sistema biológico estiver vivo, o nível é constante devido à ingestão constante de todos os isótopos de carbono. Quando o sistema biológico morre, ele para de trocar carbono com o meio ambiente e, a partir desse momento, a quantidade de carbono-14 que ele contém começa a diminuir à medida que o carbono-14 sofre decaimento radioativo.
Veja também: Datação por carbono-14
