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碳14是怎样测定年代的？
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２０世纪８０年代末，全世界的基督徒都在奔走相告：原来，教会用高科技澄清了一个历史大悬案。这就是关于耶稣裹尸布的真伪鉴定，鉴定证明了那块使人崇敬了多年的裹尸布是假的，它的原料纤维是１３世纪才种出来的，而此时耶稣已被钉在十字架上１２００多年了。
这个轰动世界的年代鉴定是由碳１４做出的。
宇宙空间的“炼金术”
碳１４是碳的一种放射性同位素。碳的各种同位素存在于生物体（农作物、树木、动物以及人）中，构成这些生物体的有机分子便含有碳的同位素。
碳１２和碳１３没有放射性，从地球形成时它们就已存在。而碳１４则不然，尽管自然界中不断地产生着碳１４，但它不是由其他放射性同位素衰变生成的，而是由宇宙射线穿过高层大气层时产生的。
碳１４在大气层中和氧气化合形成二氧化碳。由于宇宙射线的强度稳定不变，大气中二氧化碳的浓度也不会改变。在地球上活着的生物体内，由于新陈代谢的作用，吸收和放出的二氧化碳的过程保持不变。所有的生物都吸收微量的碳１４，碳１４与稳定的碳共存于细胞中。生物死亡以后．失去新陈代谢作用，不再摄人新的碳１４，生物体内的碳１４不
２０世纪８０年代末，全世界的基督徒都在奔走相告：原来，教会用高科技澄清了一个历史大悬案。这就是关于耶稣裹尸布的真伪鉴定，鉴定证明了那块使人崇敬了多年的裹尸布是假的，它的原料纤维是１３世纪才种出来的，而此时耶稣已被钉在十字架上１２００多年了。
这个轰动世界的年代鉴定是由碳１４做出的。
宇宙空间的“炼金术”
碳１４是碳的一种放射性同位素。碳的各种同位素存在于生物体（农作物、树木、动物以及人）中，构成这些生物体的有机分子便含有碳的同位素。
碳１２和碳１３没有放射性，从地球形成时它们就已存在。而碳１４则不然，尽管自然界中不断地产生着碳１４，但它不是由其他放射性同位素衰变生成的，而是由宇宙射线穿过高层大气层时产生的。
碳１４在大气层中和氧气化合形成二氧化碳。由于宇宙射线的强度稳定不变，大气中二氧化碳的浓度也不会改变。在地球上活着的生物体内，由于新陈代谢的作用，吸收和放出的二氧化碳的过程保持不变。所有的生物都吸收微量的碳１４，碳１４与稳定的碳共存于细胞中。生物死亡以后．失去新陈代谢作用，不再摄人新的碳１４，生物体内的碳１４不断发生放射性衰变，并按固定的半衰期的衰变速度减少。
碳１４的半衰期比５０００年还长。碳１４变为氮１４的半衰期为 ５７３０年。人们从来没有想到一个轻元素的放射性同位素会有这么长的半衰期。相比之下，碳１１的半衰期只有２０．５分钟。
无处不在的“时钟”
碳１４的衰变极有规律，其精确性可以称为自然界的“标准时钟”。死亡的生物实际上就是无处不在的“时钟”，虽然很多文物本身不是生物体，如陶瓷、青铜器等，但总能在其上找到一些生物体的残留，像烟灰、油脂等，只要找到这些生物构成的碳 １４，就能探测出它们所附着的物体的年代。
不过，若无现代的高科技手段，人们是无法从文物样品中探知碳１４的年代信息的，因为碳 １４在自然界的含量实在少得惊人，它和碳总量的正常比例只有一万亿分之一。但利用加速器质谱仪，根据不同粒子的拐弯半径不同可以容易地捕捉到碳１４，通过测定埋藏地下或保存放置的生物体中的碳１４和碳１２的比例，按碳１４已知的固定衰变速率进行计算，即可测出该生物体或文物的年代。因为加速器质谱仪能够数碳１４的原子，就大大拓宽了碳１４的测年范围，适用于了解从几百年到几万年历史时间内的具体年代。
鉴古知今的工具
在经济建设中，碳１４测定年代有许多应用价值。建设电站、水坝、港口、桥梁和高层建筑等，地质基础的工程力学性质是工程设计的重要指标，不同的沉积层具有不同的工程力学特征。一般说来，沉积物的压实程度或固结程度与该地层形成的年代正相关，即形成年代越长，固结程度越高，抗冲击和承压性越好。北京饭店在施工时当挖至地面以下１３米深处时，发现有两棵直径达１米的榆树倒卧在河流砂砾层中，用碳１４测定该树距今约为２９２８５±１３５０年，据此数据，建工部门决定停止再向下挖，而使用该层做地基，节约了大量资金、人力和物力。
近年来，人们通过研究溶洞中的石钟乳，已经测出３亿万年以上的古气候史，这对于指导一个地区甚至国家的宏观生态有着重要意义。
在很多领域里，碳１４的运用已超越了测年的单纯目的。众所周知，癌症是人类尚未征服的疾病，现在人们把易于和生命相溶的碳１４作为示踪剂，用它混入致癌物和细胞结合，从而发现癌症的成病机制，将对癌症的攻克实现重要的突破。
由于碳１４和生命的特殊默契关系，随着科技的发展，它必将对人类显示出更加广阔而独特的价值。
性能是相同的,因此必然与原有CO2混合参加自然界碳的交换循环运动。
　　植物通过光合作用将CO2结合成植物组织,动物依植物为生,这就使生物界都混入了C14.动物通过排泄,死亡,植物通过腐烂,沉积,
C14的半衰期只有五千多年而地球存在已有数十亿年,自然界却存在着保持一定水平的放射性碳元素,为使 C14的产生和衰变处于平衡状态,保持一定水平,必然存在着一种源泉。这个来源就在大气高空层,在那里,宇宙射钱中子和大气氮核作用生成C14。发现这一自然现象并用实验加以证实的是C14法创始人利比(W.F.Libby)。他从宇宙射线和人工核反应的研究中得到启发,认为自然界存在生成C14的条件,有可能检测出来.经过仔细考查计算,并在实验中解决了低能量低本底测量上的技术问题,测出了自然C14。由此建立了C14测定年代的方法。
　　最初,外来的宇宙射线与大气作用产生宇宙射线中子。宇宙射线中子和大气中氮核起核反应产生碳-14:
0n1+7N14&⒍C14+1H1
这一反应都在高空完成,新生碳原子在大气环境中不能游离存在很久,一般都与氧结合生成C14O2分子，C14O2和原来存在于大气中的CO2性能是相同的,因此必然与原有CO2混合参加自然界碳的交换循环运动。
　　植物通过光合作用将CO2结合成植物组织,动物依植物为生,这就使生物界都混入了C14.动物通过排泄,死亡,植物通过腐烂,沉积,进入表层土壤而使C14进入土壤,大气与广大海面接触, CO2又与海水中溶解的碳酸盐和CO2进行交换,因此海水、海生物及海底沉积物中都含有C14。所以，凡是和大气中的CO2进行过直接或间接交换的含碳物质都包含C14。
　　这种产生C14的自然现象存在已久，同时C14按5730年半衰期衰变减少，这类碳中C14水平必然会到达平衡值。由于碳在自然界的交换循环相当快，处于与大气互相交换的各种物质在名地的C14水平基本上是一致的。
　　利用这种到处都 存在C14的自然现象就可以用来断代。例如陆地生物、海洋生物在生命过程中由于同大气经常交换，衰变掉的C14经常能得到补充，但一旦停止了交换（如死亡、沉积），其C14就再得不到补充，C14水平因衰变而降低，每5730年降为原有水平的一半值。因此测量标本现存的C14放射性水平和它原始放射性水平相比较，就可以算出死亡或停止交换的年代，当然，几千年或几万年前处于交换状态的动植物的放射性水平是无法测知的，但若假定这种产生C14的自然现象几万年来都没有什么变化，就可以用现在世界各地处于交换平衡状态的动植物放射性水平，作为标本的原始放射性水平，即所谓&现代碳&放射性标准。
　　放射性衰变规律可用数学式表示，标本年代的计算公式如下：
A=&ln No/NA
A： 标本年代
&：C14平均寿命
NA：标本现有放射性
No：标本原始放射性
C14平均寿命是一个常数，由实验测定，测出No、NA即可计算出标本年代。
　　这就是C14断代的原理，由于这一方法所依据的是原子核的变化。这种变化不受周围环境的物理、化学条件的影响，而C14半衰期（5730年）正适用于对几千年到几万年的标本进行断代。另外，一些含碳的物质，如木、草、骨、贝壳等动植物遗骸在古代遗址中普遍存在，因此，C14法自1950年建立起，就成为有力的断代手段而广泛应用于史前考古学和第四纪晚地质学。
C14测定年代方法在技术上不同于一般放射性同位素测量，它的特点是放射性强度弱，能量低，自然碳中C14含量仅为1.2&10一10
%,每克碳的放射性强度仅几微微居里,即每分钟约有10 多个原子衰变,标本的年代越久远,放射性还会迅速降低,如二万年以上的标本,其计数率就会降到每分钟一次以下.针对这种情况,必须专门设计低本底低能量&射线的高效率探测器,把标本中的碳制备成探测器的组成部分,并在特制的屏蔽室中进行测量.如气体法将标本碳全部转成计数管中的计数气体,液体法则全部转成闪烁液的溶剂,这些基本要求就决定了C14年代测定必须要有一个完备的实验室,包括设有化学处理,标本制备的系统,完善的屏蔽设备,特制的探测器和能长时间工作而又稳定的电子测量系统,并且经过精心的操作才能保证数据准确可靠.
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第三方登录：关于考古系列样品碳十四测年方法的可靠性问题--《考古》2001年11期
关于考古系列样品碳十四测年方法的可靠性问题
【摘要】：正 利用考古系列样品的碳十四测年方法,就是把田野考古的层位和文化分期的相对年代序列转换为精度较高的绝对年代序列。从而定出考古事件的日历年代,使误差
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：K854【正文快照】：
利用考古系列样品的碳十四测年方法,年轮可以同日历年相对应。同时,树木的每就是把田野考古的层位和文化分期的相对一轮木片可以测出相应的碳十四年代。若以年代序列转换为精度较高的绝对年代序树木年轮的碳十四年代为纵坐标,相应的树列。从而定出考古事件的日历年代,使误差
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【参考文献】
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做碳14试验，检验为阳性1900，是什么意思？需要治疗吗？
病情描述：
本人单位体检，做碳14试验，检验为阳性1900，我看不懂这个，请问医生这个正常吗？如果不正常该怎么治疗？
医生提醒：微信加医生为好友，快速帮您诊断
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医生建议：碳14呼气试验一般是检查幽门螺杆菌有无感染的，这个情况的话可能有幽门螺旋杆菌感染，要注意预防胃炎、胃溃疡等消化道疾病。
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