{"id":2456,"date":"2018-12-03T05:28:46","date_gmt":"2018-12-03T02:28:46","guid":{"rendered":"http:\/\/spektrum.fi\/spektraklet\/?p=2456"},"modified":"2018-12-04T12:52:54","modified_gmt":"2018-12-04T09:52:54","slug":"isotoper-och-osannolika-sannolikt-omojliga-isotopbyten","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/spektrum.fi\/spektraklet\/isotoper-och-osannolika-sannolikt-omojliga-isotopbyten\/","title":{"rendered":"Isotoper och osannolika, sannolikt om\u00f6jliga isotopbyten"},"content":{"rendered":"

En isotop \u00e4r en variant av ett grund\u00e4mne med samma antal protoner i k\u00e4rnan men olika antal neutroner. Detta betyder att isotoper av samma grund\u00e4mne har olika atommassor. Isotoperna har lika, eller mycket liknande, kemiska egenskaper men olika fysikaliska egenskaper. En av de mest omtalade isotoperna \u00e4r kolets isotop 14. Kol-14, eller C-14, har 6 protoner och 8 neutroner och har en halveringstid p\u00e5 5730 \u00e5r. Det \u00e4r denna egenskap som har gett C-14 dess ber\u00f6mmelse. Isotopen s\u00f6nderfaller, dvs. den \u00e4r inte stabil och halveringstiden anv\u00e4nds f\u00f6r att \u00e5ldersbest\u00e4mma exempelvis arkeologiska fynd och fossiler.<\/span><\/p>\n

Kol har dock en annan isotop som enligt mig har f\u00e5tt alldeles f\u00f6r lite uppm\u00e4rksamhet: kol-13. C-13 har 6 protoner, 7 neutroner och s\u00f6nderfaller inte, den \u00e4r stabil. Av allt kol p\u00e5 Jorden \u00e4r ca 1,1 procent C-13 isotopen, medan 98,9 procent best\u00e5r av C-12. Forskare har gjort uppskattningen att Jorden best\u00e5r av ca 4,36*1021<\/sup> kg kol eller 4,360 miljarder gigaton. Detta betyder att det totalt finns ungef\u00e4r 2.19*1047<\/sup> stycken kolatomer p\u00e5 Jorden av vilka 1,1 procent, eller 2,4*1047<\/sup> stycken \u00e4r isotopen C-13. Kol-12 har massan 12u (1u = 1,6605*10–<\/sup>27<\/sup>kg) och C-13 har massan 13,003u. F\u00f6rh\u00e5llandet mellan C-12 och C-13 v\u00e4ger ytterligare till C-12s fav\u00f6r i levande organismer p.g.a. biomekaniska processer d\u00e4r den l\u00e4ttare isotopen C-12 \u00e4r favoriserad.<\/span><\/p>\n

Hittills har jag endast ber\u00e4ttat fakta. Jag har gjort vissa approximeringar men allting har varit sanningsenlig information. L\u00e5t oss nu l\u00e4mna denna tr\u00e5kiga och korrekta v\u00e4rldsbild. L\u00e5t oss anta en hypotetisk, osannolik och alternativ verklighet. En verklighet d\u00e4r bland annat massdifferensen mellan C-12 och C-13 \u00e4r obetydlig f\u00f6r biomekaniska processer:<\/span><\/p>\n

En m\u00e4nniska som v\u00e4ger 70 kg best\u00e5r av ca 7*1027<\/sup> atomer. Beroende p\u00e5 k\u00f6n s\u00e5 \u00e4r grund\u00e4mnesf\u00f6rdelningen lite olika men genomsnittet \u00e4r en kolhalt p\u00e5 ca 12 % vilket motsvarar 8,4*1026<\/sup> atomer. L\u00e5t oss nu anta det ytterst osannolika scenariot d\u00e4r varenda av dessa kolatomer skulle vara av C-13 isotopen, ist\u00e4llet f\u00f6r det \u201dnormala\u201d d\u00e4r mindre \u00e4n 1% \u00e4r C-13. Som tidigare n\u00e4mnt \u00e4r C-13 ca 1u tyngre \u00e4n C-12. Detta skulle resultera i en massdifferens p\u00e5 1,4 kg hos v\u00e5r genomsnittsm\u00e4nniska, utan att \u00f6ka antalet atomer! <\/span><\/p>\n

Vill vi ta flera osannolika isotopbyten i beaktande s\u00e5 byter vi ut den vanligaste stabila syreisotopen O-16 med den stabila O-18 isotopen. Det finns dock endast 0,2 % O-18 och, p\u00e5 samma s\u00e4tt som C-13 \u00e4r, \u00e4r O-18 nedprioriterad i livsviktiga biologiska processer p.g.a. dess h\u00f6gre massa. Men vi ignorerar dessa faktum i detta scenario. O-18 har tv\u00e5 neutroner fler \u00e4n O-16 och v\u00e4ger s\u00e5ledes ca 2u eller\u00a0<\/span>3,3*10–<\/sup>27\u00a0<\/sup>kg mera. V\u00e5r genomsnittsm\u00e4nniska best\u00e5r av ca 1,68*1027<\/sup> syreatomer. Ifall alla dessa \u00e4r isotop O-18, resulterar det i en massdifferens p\u00e5 5,6 kg. V\u00e5r genomsnittsm\u00e4nniska best\u00e5ende av 7*1027<\/sup> atomer och de tyngre isotoperna skulle v\u00e4ga 77 kg medan en m\u00e4nniska med samma antal atomer men med den normala isotopkombinationen skulle v\u00e4ga 70 kg. Det \u00e4r en massdifferens p\u00e5 7 kg eller 10 procent!<\/span><\/p>\n

Varf\u00f6r har jag ber\u00e4knat och beskrivit detta ytterst osannolika och om\u00f6jliga scenario? F\u00f6r att ifall dina steg uppf\u00f6r backen till v\u00e5rt campus k\u00e4nns lite extra tunga en gr\u00e5 och dyster vintermorgon, kan du tr\u00f6sta dig med att du kanske best\u00e5r av lite flera C-13 och O-18 isotoper \u00e4n vanligt just den morgonen.<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

En isotop \u00e4r en variant av ett grund\u00e4mne med samma antal protoner i k\u00e4rnan men olika antal neutroner. Detta betyder att isotoper av samma grund\u00e4mne har olika atommassor. Isotoperna har lika, eller mycket liknande, kemiska egenskaper men olika fysikaliska egenskaper. En av de mest omtalade isotoperna \u00e4r kolets isotop 14. Kol-14, eller C-14, har 6 … Forts\u00e4tt l\u00e4sa Isotoper och osannolika, sannolikt om\u00f6jliga isotopbyten<\/span> →<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":14,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[87,42],"tags":[56],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/spektrum.fi\/spektraklet\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2456"}],"collection":[{"href":"https:\/\/spektrum.fi\/spektraklet\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/spektrum.fi\/spektraklet\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/spektrum.fi\/spektraklet\/wp-json\/wp\/v2\/users\/14"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/spektrum.fi\/spektraklet\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2456"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/spektrum.fi\/spektraklet\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2456\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2463,"href":"https:\/\/spektrum.fi\/spektraklet\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2456\/revisions\/2463"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/spektrum.fi\/spektraklet\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2456"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/spektrum.fi\/spektraklet\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2456"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/spektrum.fi\/spektraklet\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2456"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}