Девушка опять кивнула.
– Получившийся изотоп углерода С14 нестабилен, со временем он опять заменит «неправильный» нейтрон на протон. Поскольку протон имеет положительный заряд в отличие от нейтрона, то его появление в ядре равносильно излучению электрона. Излучение этого электрона можно фиксировать приборами. Этот механизм работает как часы в прямом смысле этого слова. От одного грамма изотопа углерод С14 через пять с половиной тысяч лет останется ровно половина…. Понятно?
– Нестабильный углерод снова станет азотом.
Иван радостно кивнул, отмечая, как быстро соображает собеседница.
– На этом принципе основан радиоуглеродный анаЛИЗ.
– Не понимаю.
– Дело в том, что соотношение стабильного углерода С12 и его изотопа С14 в природе постоянно. Вернее, оно зависит от высоты над поверхностью океана, активности солнца, загрязнений атмосферы, испытаний ядерного оружия и прочее. Однако считается, это некая константа живой природы.
– Живой?
– Именно. Изотоп углерода окисляется и в виде углекислого газа участвует в обмене веществ всего живого на Земле. Это круговорот: растения потребляют, животные выделяют. Таким образом, соотношение С12 и С14 до смерти у всех органических веществ на Земле постоянно. Это динамическое равновесие.
– Почему постоянно и почему только до смерти?
– Потому что изотопы рождаются и распадаются постоянно, их пропорция одинакова у всех живых существ, а вот после смерти обмена нет, и распад изотопа С14 не восполняется. Пропорция С12 и С14 начинает изменяться. Причем с постоянной скоростью.
– И что, зная остаток изотопа С14, можно определить время, прошедшее со смерти образца?
– Теперь я верю, что ты хорошо училась в школе.
Варя смущенно отмахнулась.
– Ты абсолютно права. Сжигая образец любого органического вещества, можно определить общее количество углерода, а масс-спектрометр даст количество радиоактивного изотопа в нем. Стало быть, по оставшемуся количеству вычисленного изотопа можно определить дату смерти.
– А точность?
– Есть погрешность измерений и влияние загрязнений, но это уже относится к методике измерений. Хотя споры вокруг радиоуглеродного метода датировки не затихают до сих пор, разработчик получил Нобелевскую премию. Где-то в шестидесятых годах, и с тех пор измерения совершенствуются. Впрочем, нас интересует другое…
– Понятно. И что придумал этот «ботаник»?
– Облучать книги протонами, – Иван вопросительно взглянул на удивленную Варю. – Если их разогнать до определенной скорости, то протоны начинают выбивать нейтроны из ядер изотопов углерода С14 гораздо быстрее естественного процесса превращения изотопа в стабильный азот N14. Книга «стареет» в день на целый век. Можно получать любой возраст до 60 000 лет за короткий срок воздействия.
– Почему только 60 000?
– Это предел точности для метода датировки.
– А книга не станет радиоактивной после облучения? – девушка была скептично настроена.
– А тут «ботаник» был гениален в простоте решения возможной проблемы, – оратор сделал паузу, наслаждаясь моментом чужой славы. – Если облучение сделать равномерным и определенной интенсивности, то побочных эффектов не возникает… Причем метод почти бесплатный.
– Ванечка, ну не томи, – взмолилась от нетерпения Варя.
– Он придумал подвешивать книгу на длинную нить под потолком в реакторном зале. Оказывается, там, где стоят экспериментальные установки, территория немаленькая. Сквознячок раскачивает книгу случайным образом, а то и толкнет кто из физиков, зашедших в паузу между работой в установке что-то настроить. Облучение книги получается абсолютно естественное.
– И никто не спросил, зачем тут книга болтается?
– Физики – народ особый. У них свой юмор и свои приколы, а начальство старается в экспериментальный зал не заходить. Они свою порцию облучения давно получили. Вот молодежь там и развлекается по-своему.
– Так это опасно?
– Не опаснее, чем работа водителя маршрутки.
– И что, никто не догадался до этого, если метод так прост, как ты говоришь?
– Ядерная реакция замещения протона на нейтрон в стабильном ядре или выбивания «лишнего» нейтрона из нестабильного изотопа – это прописная истина в любом учебнике по ядерной физике. Проходят на втором курсе соответствующего института. Ее знают даже самые нерадивые ученики, но вот догадаться, где ее можно применить…
– Хочешь сказать, что «ботаник» достоин второй Нобелевской премии?
– Увы, вторые никогда ничего не получают. Только первые… Впрочем, нашелся Змей, и оценил перспективу использования «ускорения» полураспада нестабильного изотопа в конкретной области. Однако это еще не все! Наш «ботаник» сделал бумагу и переплет такими, чтобы фолиант на самом деле выглядел старым.
– Каким же образом?
– До безобразия просто. Если бумагу изготовить не из целлюлозы, а смеси определенных трав…
– А разве можно делать бумагу из травы? – удивилась она.
– Конечно! Первые образцы бумаги в Китае начинали делать именно так: из трав, ветоши, корешков, хлопка и даже шелка. Процесс состоял в том, чтобы размельчить массу в воде и высушить на ровной поверхности тонким слоем. В Японии и сейчас очень ценится бумага ручного изготовления, ее делают заданной толщины, фактуры и даже запаха.
– Как интересно!
– Так вот. Наш «ботаник» подобрал такой состав из разных трав, что бумага быстро становится хрупкой под облучением тех же протонов. Просто начинает рассыпаться в руках, будто ей сотни лет. Чтобы листы выглядели хрупкими, но не разрушались полностью, он ввел в состав бумаги крапиву. Оказывается, ее волокна на порядок длиннее, чем у обычных трав нашей полосы. Получилась некая прочная основа с хрупким наполнителем. Ты сама смогла убедиться в этом, перелистывая фолиант.
– Действительно, эффект просто потрясающий! согласилась Варя.
– То же самое с переплетом. Парень специально ходил в горы, чтобы купить шкуры коз, без примесей современной промышленности. Оказывается, все животные на больших фермах и в частных хозяйствах с кормом получают много химических добавок, которых в прошлом не было. Наш «ботаник» нашел пастухов на горных пастбищах, чьи козы питаются исключительно натуральной травой. Еще он подобрал такой состав дубильных растворов, что кожа переплетов «стареет», но не рассыпается при облучении протонами.
– Надо же! – воскликнула девушка с восхищением.
– Из его записей я узнал много интересного и о чернилах. Оказывается, все современные красящие жидкости в промышленности делаются на основе солей металлов: меди, свинца, бериллия… Они рассчитаны на современную бумагу, покрытую химической пленкой, придающей ей идеальную гладкость и блеск. Выглядит красиво, но соли в красителях со временем разъедают бумагу. Дешево, но не рассчитано на длительное хранение. Для важных документов используют специальную бумагу и чернила класса «дипломат». Ничего этого в прошлом, конечно же, не было. В Средиземноморье для изготовления чернил применялись моллюски, а у нас – орехи и ягоды… Трудяга «ботаник» раскопал в архивах старинный рецепт русских чернил: они со временем чуть блекнут, но бумагу не разрушают.
