碳14測年得到的距今X年為何以1950年為基準
碳14測年得到的距今X年為何以1950年為基準
因為國際上考古會議決定以1950年碳14測年的數據作為考古的一種標準數據,以后的使用過程中都以1950年為基準。
什么是碳14測年法?
放射性同位素C-14的應用 自然界中碳元素有三種同位素,即穩定同位素12C、13C和放射性同位素14C,14C的半衰期為5730年,14C的應用主要有兩個方面:一是在考古學中測定生物死亡年代,即放射性測年法;二是以14C標記化合物為示蹤劑,探索化學和生命科學中的微觀運動。 一、14C測年法 自然界中的14C是宇宙射線與大氣中的氮通過核反應產生的。碳-14不僅存在于大氣中,隨著生物體的吸收代謝,經過食物鏈進入活的動物或人體等一切生物體中。由于碳-14一面在生成,一面又以一定的速率在衰變,致使碳-14在自然界中(包括一切生物體內)的含量與穩定同位素碳-12的含量的相對比值基本保持不變。 當生物體死亡后,新陳代謝停止,由于碳-14的不斷衰變減少,因此體內碳-14和碳-12含量的相對比值相應不斷減少。通過對生物體出土化石中碳-14和碳-12含量的測定,就可以準確算出生物體死亡(即生存)的年代。例如某一生物體出土化石,經測定含碳量為M克(或碳-12的質量),按自然界碳的各種同位素含量的相對比值可計算出,生物體活著時,體內碳-14的質量應為 m克。但實際測得體內碳-14的質量內只有m克的八分之一,根據半衰期可知生物死亡已有了3個5730年了,即已死亡了一萬七千二百九十年了。美國放射化學家W.F.利比因發明了放射性測年代的方法,為考古學做出了杰出貢獻而榮獲1960年諾貝爾化學獎。 由于碳-14含量極低,而且半衰期很長,所以用碳-14只能準確測出5~6萬年以內的歷余絕出土文物,對于年代更久遠的出土文物,如生活在五十萬年以前的周口店北京猿人,利用碳-14測年法是無法測定出來的。 二、碳-14標記化合物的應用 碳-14標記化合物是指用放射性14C取代化合物中它的穩定同位素碳-12,并以碳-14作為標記的放射性標記化合物。它與未標記的相應化合物具有相同的化學與生物學性質,不同的只是它們帶有放射性,可以利用放射性探測技術來追蹤。 自 20世紀 40年代,就開始了碳-14標記化合物的研制、生產和應用。由于碳是構成有機物三大重要元素之一,碳-14半衰期長,β期線能量較低,空氣毀歲中最大射程 22cm,屬于低毒核素,所以碳-14標記化合物產品應用范圍廣。至80年代,國際上以商品形式出售的碳-14標記化合物,包括了氨基酸、多肽、蛋白質、糖類、核酸類、類脂類、類固醇類及醫學研究用的神經藥物、受體、維生素和其他藥物等,品種已達近千種,約占所有放射性標記化合物的一半。 以碳-14為肢姿主的標記化合物在醫學上還廣泛用于體內、體外的診斷和病理研究。用于體外診斷的競爭放射性分析是本世紀60年代發展起來的微量分析技術。應用這種技術只要取很少量的體液(血液或尿液)在化驗室分析后,即可進行疾病診斷。由于競爭放射性分析體外診斷的特異性強,靈敏度高,準確性和精密性好,許多疾病就可能在早期發現,為有效防治疾病提供了條件。 碳-14標記化合物作為靈敏的示蹤劑,具有非常廣泛的應用前景。 參考資料:
碳14是由宇宙射線轟擊大氣圈外層得氮原子而形成的, 碳14形成了以后被氧化形成二氧化碳,進入大氣圈型隱芹,水圈,生物圈等等圈層。 碳14的半衰期為5730年,也就是說經過5730年后原來碳14的含量只剩下一半了,再過5730年后就只剩一半的一半,雖然碳14不斷地在衰減,但是新的碳14也在大氣圈外層源源不斷地產生,基本上可以“收支平衡”,使得大氣圈內地碳14總體含量保持不變13.56dpm/g carbon。攜梁大家可以想象一下,植物通過光和作用吸收二氧化碳,動物吃植物,還要呼吸。所以每個活著地生命體內的碳元素總在與外界進行交換,從而也保持了空氣中基本的水平。一旦生命體死去了以后,它再也無法吸收新的碳14,卜畢而體內的碳14又在衰減。前面我們講過放射性元素的衰變是時間的函數,碳14也不例外。不論刮風還是下雨,經過5730年后一半的碳14就會衰變為氮并釋放出β粒子(一個電子)。所以我們就可以根據死亡生命體內碳14的含量得出其死亡的年齡。 經過5個半衰期之后,也就是不到三萬年,碳14就會衰減到一半的一半的一半的一半的一半,呵呵,大概只有原來的1%了,再往后碳就變成死碳了,也就是說很難找到碳14的蹤跡。因此碳十四測年的范圍就很窄了只有大概五萬年而已。
檢測碳14的含量,根據碳14的衰變周期就可以計算出某物質的年代了
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