碳-14法
原理
碳-14的衰变是只有顶室的砂漏的最好的例子。在高空大气中,来自宇宙线的中子轰击氮-14原子,不断地以一定的速率产生着碳-14。这个反应是接着碳-14就发生放射性衰变,其半衰期为5692年
n:中子;p:质子
碳-14发射一个电子,并又变为氮。
为什么不建议年轻人做碳14e:电子; : 粒子
据人们推测,在第一颗爆炸前至少50000年中,碳-14在大气中曾以一定的速率产生着。换句话说,碳-14的循环像一个向顶室补充砂子的速度正好等于由腰部的漏孔流出砂子的速度
的砂漏一样。产生的速度等于衰变的速率这一类过程叫永久平衡。
新产生的碳-14很快与空气中的二氧化碳均匀混合在一起,被所有活着的植物所吸收,进而通过各种途径进入所有活着的动物体内。实际上在活着的生物体的所用碳中,碳-14的比例都是相同的。如果任何这种碳离开循环,例如树枝被拆下来,活着海贝在海洋中死掉,则就没有新的碳-14加到这一特定体系中来了。但原有的碳-14却不断衰变。
根据永久平衡原理,假设我们知道当初存在与生物中的碳-14有多少,则我们可以计算出任何类似的古代生物死亡的时间。这就是碳-14测定年龄的基本原理。
发展
应用碳14测定年代的方法,最早是由美国芝加哥大学原子核研究所的放射性化学家W.F.贝利于1946年发明。用它来测定古物的绝对年代,首先就已知年代的标本加以试验,以便检查这种方法所的差误。到1949年以后,人们开始研究了石器时代的样品和一些其他不知年代的委员会。此后,碳14法逐步得到了发展。在我国考古界中,此法与为是用的最多的方法之一。中国科学院考古研究所、贵阳地球化学研究所、北京大学历史系考古专业以及文物保护科学技术研究所等单位先后建立了碳14年代测定实验室,并陆续有测定结果的报告发表。
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