448.第448章 碳十四检测

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    而当有机体死亡后，即会停止呼吸碳—14，其组织内的碳—14便以5730年的半衰期开始衰变并逐渐消失。对于任何含碳物质，只要测定剩下的放射性碳—14的含量，就可推断其年代。

    碳—14测年法分为常规碳—14测年法和加速器质谱碳—14测年法两种。当时，Libby发明的就是常规碳—14测年法，1950年以来，这种方法的技术与应用在全球有了显著进展，但它的局限性也很明显，即必须使用大量的样品和较长的测量时间。于是，加速器质谱碳—14测年技术发展起来了。

    加速器质谱碳—14测年法具有明显的独特优点。一是样品用量少，只需1～5毫克样品就可以了，如一小片织物、骨屑、古陶瓷器表面或气孔中的微量碳粉都可测量。

    而常规碳—14测年法则需1～5克样品，相差3个数量级。二是灵敏度高，其测量同位素比值的灵敏度可达10-15至10-16。而常规碳—14测年法则与之相差5～7个数量级，三是测量时间短，测量现代碳若要达到1%的精度，只需10～20分钟，而常规碳—14测年法却需12～20小时。

    正是由于加速器质谱碳—14测年法具有上述优点，自其问世以来，一直为考古学家、古人类学家和地质学家所重视，并得到了广泛的应用。可以说，对测定50000年以内的文物样品，加速器质谱碳—14测年法是测定精度最高的一种。

    1.碳14是碳的一种具放射性的同位素，于1940年首被发现。它是透过宇宙射线撞击空气中的氮原子所产生，其半衰期约为5，730年，衰变方式为β衰变，碳14原子转变为氮原子。

    2.由于碳14半衰期达5，730年，且碳是有机物的元素之一，生物在生存的时候，由于需要呼吸，其体内的碳14含量大致不变，生物死去后会停止呼吸，此时体内的碳14开始减少。人们可透过倾测一件古物的碳14含量，来估计它的大概年龄，这种方法称之为碳定年法。

    而断代原理，就是通过自然界存在三种碳的同位素，它们的重量比例是12：13：14，分别用碳-12（C12）；碳-13（C13）；碳-14（C14）表示，它们的含量比例是98.9：1.1：10-10。

    前二者是稳定同位素，只有碳-14有放射性，亦称放射性。碳C14放射β粒子后蜕变为N14，半衰期为5730±40年，反应式为:C14→N14+β一。

    C14的半衰期只有五千多年而地球存在已有数十亿年，自然界却存在着保持一定水平的放射性碳元素，为使C14的产生和衰变处于平衡状态，保持一定水平，必然存在着一种源泉。

    这个来源就在大气高空层，在那里，宇宙射钱中子和大气氮核作用生成C14。发现这一自然现象并用实验加以证实的是C14法创始人利比。