Question

放射性碳-14法测年的技术原理??

Answer 1

放射性同位素C-14的应用 自然界中碳元素有三种同位素，即稳定同位素12C、13C和放射性同位素14C，14C的半衰期为5730年，14C的应用主要有两个方面：一是在考古学中测定生物死亡年代，即放射性测年法；二是以14C标记化合物为示踪剂，探索化学和生命科学中的微观运动。 一、14C测年法 自然界中的14C是宇宙射线与大气中的氮通过核反应产生的。碳-14不仅存在于大气中，随着生物体的吸收代谢，经过食物链进入活的动物或人体等一切生物体中。由于碳-14一面在生成，一面又以一定的速率在衰变，致使碳-14在自然界中（包括一切生物体内）的含量与稳定同位素碳-12的含量的相对比值基本保持不变。 当生物体死亡后，新陈代谢停止，由于碳-14的不断衰变减少，因此体内碳-14和碳-12含量的相对比值相应不断减少。通过对生物体出土化石中碳-14和碳-12含量的测定，就可以准确算出生物体死亡（即生存）的年代。例如某一生物体出土化石，经测定含碳量为M克（或碳-12的质量），按自然界碳的各种同位素含量的相对比值可计算出，生物体活着时，体内碳-14的质量应为 m克。但实际测得体内碳-14的质量内只有m克的八分之一，根据半衰期可知生物死亡已有了3个5730年了，即已死亡了一万七千二百九十年了。美国放射化学家W．F．利比因发明了放射性测年代的方法，为考古学做出了杰出贡献而荣获1960年诺贝尔化学奖。 由于碳-14含量极低，而且半衰期很长，所以用碳-14只能准确测出5～6万年以内的出土文物，对于年代更久远的出土文物，如生活在五十万年以前的周口店北京猿人，利用碳-14测年法是无法测定出来的。 二、碳-14标记化合物的应用 碳-14标记化合物是指用放射性14C取代化合物中它的稳定同位素碳-12，并以碳-14作为标记的放射性标记化合物。它与未标记的相应化合物具有相同的化学与生物学性质，不同的只是它们带有放射性，可以利用放射性探测技术来追踪。 自 20世纪 40年代，就开始了碳-14标记化合物的研制、生产和应用。由于碳是构成有机物三大重要元素之一，碳-14半衰期长，β期线能量较低，空气中最大射程 22cm，属于低毒核素，所以碳-14标记化合物产品应用范围广。至80年代，国际上以商品形式出售的碳-14标记化合物，包括了氨基酸、多肽、蛋白质、糖类、核酸类、类脂类、类固醇类及医学研究用的神经药物、受体、维生素和其他药物等，品种已达近千种，约占所有放射性标记化合物的一半。 以碳-14为主的标记化合物在医学上还广泛用于体内、体外的诊断和病理研究。用于体外诊断的竞争放射性分析是本世纪60年代发展起来的微量分析技术。应用这种技术只要取很少量的体液（血液或尿液）在化验室分析后，即可进行疾病诊断。由于竞争放射性分析体外诊断的特异性强，灵敏度高，准确性和精密性好，许多疾病就可能在早期发现，为有效防治疾病提供了条件。 碳-14标记化合物作为灵敏的示踪剂，具有非常广泛的应用前景。 参考资料： http://www.cbe21.com/subject/chemistry/html/020102/2004_04/20040408_100048.html

Answer 2

碳14是由宇宙射线轰击大气圈外层得氮原子而形成的，
碳14形成了以后被氧化形成二氧化碳，进入大气圈，水圈，生物圈等等圈层。
碳14的半衰期为5730年，也就是说经过5730年后原来碳14的含量只剩下一半了，再过5730年后就只剩一半的一半，虽然碳14不断地在衰减，但是新的碳14也在大气圈外层源源不断地产生，基本上可以“收支平衡”，使得大气圈内地碳14总体含量保持不变13.56dpm/g carbon。大家可以想象一下，植物通过光和作用吸收二氧化碳，动物吃植物，还要呼吸。所以每个活着地生命体内的碳元素总在与外界进行交换，从而也保持了空气中基本的水平。一旦生命体死去了以后，它再也无法吸收新的碳14，而体内的碳14又在衰减。前面我们讲过放射性元素的衰变是时间的函数，碳14也不例外。不论刮风还是下雨，经过5730年后一半的碳14就会衰变为氮并释放出β粒子（一个电子）。所以我们就可以根据死亡生命体内碳14的含量得出其死亡的年龄。
经过5个半衰期之后，也就是不到三万年，碳14就会衰减到一半的一半的一半的一半的一半，呵呵，大概只有原来的1％了，再往后碳就变成死碳了，也就是说很难找到碳14的踪迹。因此碳十四测年的范围就很窄了只有大概五万年而已。

Answer 3

威拉得 利比

Answer 4

C-14在大气中含量是稳定的。活的植物通过光和作用和呼吸作用与环境交换碳元素，体内C-14含量与大气中含量相同。植物枯死后，遗体的C-14仍在进行衰变，不断减少，但不得到补充。这样通过检测植物体内C-14含量与大气中含量的差异就可计算出植物年龄。
推断一块古木的年代，可以先把古木加温，制取1g碳样品，再用粒子计数器进行测量，后与半衰期进行比较计算。