碳-14測定年代
正文
利用碳的放射性同位素碳-14的放射性測定生物體遺骸及其他地質樣品的絕對年代的方法。此法是W.F.利比於1947年創立的,其基本原理如下:宇宙線的中子同大氣中的氮-14反應,產生具有放射性的碳-14,其平均壽命τ=8266±30a。由於產生和衰變之間的平衡,加上碳-14的平均壽命較長和大氣、海洋等巨大的碳的交換貯存庫的調劑,因此大氣中的CO2的碳-14的放射性比活度(見放射性基本保持為一不變的常數a0。生物體同大氣進行氣體交換,其體內的碳-14的放射性比活度也十分接近為a0。一旦生物體死亡,它同大氣的交換停止,其碳-14的放射性比活度a就按指數規律減少。
測量a和a0的值,就能定出生物體從死亡至今的絕對年代t。碳-14測定年代方法的可靠性已經被對已知年代的考古樣品和生物樣品(樹木年輪)的測定所證實,並在考古學、人類學、第四紀地質學等領域中得到廣泛的套用。碳-14測定年代主要是採用低本底、低能量(碳-14的最大能量為0.156MeV)的β測量技術。因為天然碳中的碳-14放射性比活度很低,a0為2.25×102Bq/kg,而樣品年代愈古老,a值愈低。目前常用的探測器有正比計數器和液體閃爍計數器。測量時採用禁止,宇宙線反符合環,假信號甄別等方法來降低探測器的本底(見低水平放射性測量)。目前碳-14 方法的最大可測年限為四五萬年,測量精確度一般為一百年左右。利用加速器的超靈敏質譜儀直接測定樣品中的碳-14原子數目,有可能將碳-14方法的最大可測年代增至近十萬年。