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碳14 是碳元素的3中同位素之一(C-12,C-13,C-14)。碳14 每5730年衰变为一半,大气中的碳14也一样会衰变减少,但同时宇宙射线会导致其他元素转变为碳14,这两种左右会达到一个平衡,因此古代大气中的碳14是相对恒定的(近代化石燃料的使用导致了近代以来碳14的稀释),由于活的生物体与大气有有机质(含碳)的交换,活生物体的碳14含量应相当于大气中的水平,生物体死亡后,碳14继续衰变减少,而没有大气中碳14的补充进入,因此会持续减少,根据余留碳14 的含量,可以估算出其有机质文物的时代(实际是有机体死亡时代)。测量碳14在3种碳同位素中的含量,通常有常规法和加速器质谱仪两种方法,现在多用后者,一般只需要含几毫克碳的有机质样品,国内有多加研究机构或实验室可以进行碳14测年,但样品排队周期较长。碳12 、碳13 是碳的稳定同位素,不会衰变。
为什么C--14能测出文物的年代
放射性C14是由于大气层中宇宙射线冲击N14而产生的。C14与氧结合形成二氧化碳,二氧化碳被生物吸收到组织、外壳和骨骼。当生物活着的时候,放射性同位素C14与稳定同位素C12的比例保持平衡。虽然C14有一部分衰变为C12,但是新的C14不断补充进去,使C14与C12的比例仍然保持平衡。当生物死后,C14不仅得不到补充,相反由于衰变而含量不断减少。C14的半哀期为5730年。其半衰期是如此之短,以至这种方法只适于测定40,000年以内的年龄(但若用补充方法也可得到60,000年范围内的年龄数据)。人们把标本中含C14率与现代生物中含C14率进行比较以求得标本年龄。C14测定法被古人类学家、考古学家和地质学家广泛采用。用这种方法可测定炭片、木头、谷物、蜂腊、头发、纤维、泥炭、生物壳、象牙、骨头等物的年龄。
公式如下
D*=N(eλt-1)或t=1/λ*ln(1+D*/N)
请参考百科
考古专家用什么方法鉴定古代粮食的年代
自然界里碳有3种同位素12C、13C和14C。其中14C是放射性的,半衰期为5730年。自然界各种同位素的百分含量保持不变。以碳元素为基体的生物材料活着时会不断从空气中吸收二氧化碳、从食物中摄取碳的化合物,因此体内含的各种碳的同位素的相对量与自然界的固有值相同(此同位素值称为同位素丰度)。
当生物体死亡后,14C发生放射性衰变,因而生物体中14C的含量逐渐减少,而12C、13C则不会衰变,这样14C与12C的比值就发生改变。例如一生物遗骸的化石中含12C为A克,按同位素比值计算14C含量应为B克,但实测得14C只有克,这样便可推断此古物已死去4×5730=22920年.
由于14C的原始含量极低,且半衰期又不很长,所以用此法只能测到5~6万年内的出土文物。对于年代更为久远的古物,如周口店的北京猿人遗物,由于14C含量极微,则无法测量出14C的含量。
考古专家用碳14测年法鉴定古代粮食的年代。
碳14测年,也称为放射性碳测年,放射性碳定年等。
放射性碳或碳14是碳元素的不稳定和弱放射性的同位素。碳14由于受到宇宙射线中子对碳14原子的作用,不断地形成于大气上层。它在空气中迅速氧化,形成二氧化碳并进入全球碳循环。动植物一生中都从二氧化碳中吸收碳14。当它们死亡后,立即停止与生物圈的碳交换,其碳14含量开始减少,减少的速度由放射性衰变决定。通过了解样品中残留的碳14含量,就可以知道有机物死亡的年龄。
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