碳-14的監(jiān)測(cè)方法
碳-14的監(jiān)測(cè)方法
(1)空氣中14C的分析。空氣中14C以多種化學(xué)形態(tài)存在,其中最主要的是14CO2。CO2的采集主要有堿液吸收法和吸附劑吸收法,最后被捕集吸收的CO2以CaCO3沉淀析出,用乳化閃爍液的固體懸浮物測(cè)量技術(shù)在閃液計(jì)數(shù)器上直接測(cè)量出CaCO3中的14C放射性。其分析步驟詳見(jiàn)《電離輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)》《空氣中14C的取樣與測(cè)定方法》(EJ/T1008―1997)。核設(shè)施排出的14C除14CO2形式外,也有少量的14CO或14CH4,可通過(guò)旁路系梁稿統(tǒng)加催化劑將CO和/或CH4氣體轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2氣體收集后進(jìn)行測(cè)量。
(2)水樣中14C(無(wú)機(jī)碳HCO3?)的分析。采樣時(shí)為回收1g碳,一般至少需要采集100L以上的水樣。為分析和保存,一個(gè)地表水樣至少需采集200~300L。同時(shí)注意樣品應(yīng)密閉保存在不易混入空氣中CO2的容器中(如聚乙烯塑料氏慎瓶)并盡可能減少樣品的蒸發(fā),采樣時(shí)不可加酸。采集到的樣品用硫酸酸化,通入高純氮驅(qū)趕出水中的CO2收集于NaOH溶液中。再加CaCl2生成碳酸鈣沉淀,將沉淀橡核孝過(guò)濾并烘干稱重待測(cè)量。測(cè)量方法同空氣中14C的分析,用乳化閃爍液的固體懸浮物測(cè)量技術(shù)在液閃計(jì)數(shù)器上直接測(cè)量出CaCO3中的14C放射性。其分析步驟詳見(jiàn)《電離輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)》。
(3)生物與土壤中14C的分析。為分析生物與土壤的14C活度濃度,首先需將樣品脫水干燥,而后將樣品在氧氣流中加熱燃燒,使有機(jī)物分解成二氧化碳和水。分解產(chǎn)生的CO2氣體捕集于堿溶液中,加CaCl2得到CaCO3沉淀。CaCO3粉末均勻懸浮于閃爍液中,測(cè)量計(jì)數(shù)率,計(jì)算得出樣品的14C活度濃度。其分析步驟詳見(jiàn)《電離輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)》。用低本底液體閃爍計(jì)數(shù)儀測(cè)量生物樣品的14C活度濃度,CO2吸收法為滿足最低探測(cè)限的要求,每次分析至少需要有含1g碳的CaCO3量。因此每次至少需要處理5~10g生物干樣,或50~100g鮮樣。
c14測(cè)定年齡的方法是什么
由于其半衰期達(dá)5,730年,且碳是有機(jī)物的元素之一,生物在生存的時(shí)候,由于需要呼吸,其體內(nèi)的碳14含量大致不變,生物死去后會(huì)停止呼吸,此時(shí)體內(nèi)的碳14開(kāi)始減少。人們可透過(guò)傾測(cè)一件古物的碳14含量,來(lái)估計(jì)它的大概年齡,這種方法稱之為碳定年法。 研究發(fā)現(xiàn),宇宙射線從太空不斷轟擊大氣層,這種轟擊會(huì)使大氣層中部分普通的碳原子形成放射性碳原子。利比認(rèn)為,當(dāng)植物活著的時(shí)候,由于不斷地進(jìn)行光合作用,二氧化碳(包括碳12和碳14)不斷地進(jìn)入植物體內(nèi),植物被動(dòng)物吃掉,碳14又進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)。因此動(dòng)植物體內(nèi)的碳14的含量是不斷變化的。但是,一旦植物或動(dòng)物死亡了,植物不再吸收大氣中的二氧化碳,動(dòng)物也不再吃植物了。于是,動(dòng)植物在死亡以后的年代里,因碳14是放射性同位素,仍在繼續(xù)不斷地進(jìn)行衰變,因此死亡動(dòng)植物體內(nèi)的碳14的含量在一天天地減少。碳14的量是可以通過(guò)測(cè)量其放射性確定下來(lái)的。碳14的半衰期為5730年,即經(jīng)過(guò)5730年以后,碳14的量只剩下一半。放射性碳測(cè)定年代法是最常用的考古方法,它所能斷定的年份最久的達(dá)50000年。
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