碳十四测年法是谁发明的（碳十四14c测年技术）

本篇文章给大家谈谈碳十四测年法是谁发明的，以及碳十四14c测年技术对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。

文章目录：

• 1、碳14详细资料大全
• 2、考古学中经常用到的碳十四测年断代的原理是什么？
• 3、碳14测年法是由哪个发明家发现的呢？主要经历了什么发明过程呢？
• 4、碳14是什么
• 5、碳14是什么意思

碳14详细资料大全

碳14 是碳元素的一种具放射性的同位素，它是透过宇宙射线撞击空气中的氮原子所产生。碳-14原子核由6个质子和8个中子组成。其半衰期约为5,730±40年，衰变方式为β衰变，碳14原子转变为氮-14原子。

1940年，美国科学家马丁·卡门（Martin Kamen）与同事山姆·鲁宾（Sam Ruben）在美国劳伦斯伯克利国家实验室发现碳14，而后时任芝加哥大学教授、加州大学伯克利分校化学博士威拉得·利比（Willard Libby）套用碳14发明了碳—14年代测定法并获得1960年诺贝尔化学奖。由于在有机材料中含有碳-14，因此根据它可以确定考古学、地质学和水文地质学样本的大致年代，其最大测算不超过6万年（而且没有参照的情况下误差较大）。

碳14是 自然界中碳元素有三种同位素，即稳定同位素12C、13C和放射性同位素14C。 14C的半衰期为5730年，14C的套用主要有两个方面：一是在考古学中测定生物死亡年代，即放射性测定年代法 的一种，其他常用的还有钾-氩法测定，钾-氩法测定，热释光测定等；二是以14C标记化合物为示踪剂，探索化学和生命科学中的微观运动。在地球上有99%的碳以碳-12的形式存在，有大约1%的碳以碳-13的形式存在，只有兆分之一（0.0000000001%）是碳-14，存在于大气中，由大气中氮与宇宙射线作用生成，其丰度基本保持不变，是生物圈中碳-14的来源。

基本介绍

中文名 ：碳14 外文名 ：Carbon-14 性质 ：放射性同位素 提出 ：马丁·卡门与塞缪尔·鲁宾  半衰期 ：5730年 射线能量 ：156.467keV(100%) 天然丰度 ：1.2×10^(-12)，1.2ppt 生产方式 ：14 N(n,p)14 C 发展简史,成分结构,套用领域,碳-14呼气试验,标记化合物,利用碳-14测定年代,利用碳14原理测量生物基含量, 发展简史 由于其半衰期达5,730年，且碳是有机物的元素之一，我们可以根据死亡生物体的体内残余碳-14成分来推断它的存在年龄。生物在生存的时候，由于需要呼吸，其体内的碳14含量大致不变，生物死去后会停止呼吸，此时体内的碳-14开始减少。由于碳元素在自然界的各个同位素的比例一直都很稳定，人们可透过测量一件古物的碳14含量，来估计它的大概年龄。这种方法称之为放射性碳定年法。 这个方法估计的大气碳-14含量通过植物年轮（最多可推算到大约10000年前）或者洞穴堆积物（例如钟乳石，最多可推算到大约45000年前）来推算。根据这个推算（更确切的说）对比年轮和洞穴堆积物就可以建立起碳-14的年代变化模型，从而获得其它样本的年龄。 不过，碳-14测年法最大测算时间不超过6万年，而且所测得的年代有颇大的误差。而且它的假定，即大气中的碳-14浓度不会随时间而改变，也与事实有落差。此外，碳-14测定法亦有可能受到诸如火山爆发等自然因素影响，因为在火山喷发时将地下大量气体和物质带到大气中，从而影响碳-14在某区域大气中的含量。所以，若没有其他年代测定方法（如：利用树木的年轮）来检订，单单依赖碳-14的测年数据并不完全可靠。随着现代工业的高速发展和大量化石燃料的套用，古代深藏地下的碳-14被排放到大气中并进入生物循环，放射性碳定年法的结果因此也十分容易受到干扰。 利用宇宙射线产生的放射性同位素碳—14来测定含碳物质的年龄，就叫碳—14测年。由美国科学家马丁·卡门与同事塞缪尔·鲁宾于1940年发现。已故著名考古学家夏鼐先生对碳—14测定考古年代的作用给了极高的评价：“由于碳—14测定年代法的采用，使不同地区的各种新石器文化有了时间关系的框架，使中国的新石器考古学因为有了确切的年代序列而进入了一个新时期。 那么，碳—14测年法是如何测定古代遗存的年龄呢？原来，宇宙射线在大气中能够产生放射性碳—14，并能与氧结合成二氧化碳形后进入所有活组织，先为植物吸收，后为动物纳入。只要植物或动物生存著，它们就会持续不断地吸收碳—14，在机体内保持一定的水平。而当有机体死亡后，即会停止呼吸碳—14，其组织内的碳—14便以5730年的半衰期开始衰变并逐渐消失。对于任何含碳物质，只要测定剩下的放射性碳—14的含量，就可推断其年代。 成分结构 碳—14测年法分为常规碳—14测年法和加速器质谱碳—14测年法两种。当时，Libby发明的就是常规碳—14测年法，1950年以来，这种方法的技术与套用在全球有了显著进展，但它的局限性也很明显，即必须使用大量的样品和较长的测量时间。于是，加速器质谱碳—14测年技术发展起来了。 加速器质谱碳—14测年法具有明显的独特优点。一是样品用量少，只需1～5毫克样品就可以了，如一小片织物、骨屑、古陶瓷器表面或气孔中的微量碳粉都可测量；而常规碳—14测年法则需1～5克样品，相差3个数量级。二是灵敏度高，其测量同位素比值的灵敏度可达10-15至10-16；而常规碳—14测年法则与之相差5～7个数量级。三是测量时间短，测量现代碳若要达到1%的精度，只需10～20分钟；而常规碳—14测年法却需12～20小时。 正是由于加速器质谱碳—14测年法具有上述优点，自其问世以来，一直为考古学家、古人类学家和地质学家所重视，并得到了广泛的套用。可以说，对测定50000年以内的文物样品，加速器质谱碳—14测年法是测定精度最高的一种。 二、碳-14标记化合物的套用。 碳-14标记化合物是指用放射性14C取代化合物中它的稳定同位素碳-12，并以碳-14作为标记的放射性标记化合物。它与未标记的相应化合物具有相同的化学与生物学性质，不同的只是它们带有放射性，可以利用放射性探测技术来追踪。 自20世纪40年代，就开始了碳-14标记化合物的研制、生产和套用。由于碳是构成有机物三大重要元素之一，碳-14半衰期长，β期线能量较低，空气中最大射程 22cm，属于低毒核素，所以碳-14标记化合物产品套用范围广。至80年代，国际上以商品形式出售的碳-14标记化合物，包括了胺基酸、多肽、蛋白质、糖类、核酸类、类脂类、类固醇类及医学研究用的神经药物、受体、维生素和其他药物等，品种已达近千种，约占所有放射性标记化合物的一半。 套用领域 碳-14呼气试验 幽门螺杆菌（Hp）可引起多种胃病，包括胃炎、胃溃疡、十二指肠溃疡、非溃疡性消化不良、胃癌等。因此，根除幽门螺杆菌已经成为现代消化道疾病治疗的重要措施。 幽门螺杆菌可产生高活性的尿素酶。当病人服用碳14标记的尿素后，如患者的胃记忆体在Hp感染，胃中的尿素酶可将尿素分解为氨和碳14标记的CO2，碳14标记的CO2通过血液经呼气排出，定时收集呼出的气体，通过分析呼气中碳14标记的CO2的含量即可判断患者是否存在幽门螺杆菌感染。 相比于传统的胃镜检查，该法简单、高效、准确率高，减轻了病人的身体和精神负担。 标记化合物 碳-14标记化合物广泛套用于化学、生物学、医学领域中，采用放射性标记化合物进行示踪，具有方法简单、易于追踪、准确性和灵敏性高等特点。 利用碳-14测定年代 宇宙射线中的中子与大气中的大量存在的稳定核素氮-14发生N(n,p)C反应能够产生碳-14，而碳-14又会发生半衰期T=5730年的β衰变变成氮-14，由此构建一个核素平衡。碳-14与氧气反应生成的二氧化碳被生物圈接收，活体生物体内的碳-14与碳-12浓度比例是一定【经测定，碳-14的同位素丰度为1.2×10^(-12)】的，只有当生物死亡后，碳循环中断，碳-14逐渐衰变至没有。在化石标本中采样测量碳-14的丰度，与1.2×10^(-12)比较，即可计算出生物生活的年代。多数和铀钍测年对同一批样品交叉使用 比如：一个化石样品含有碳-14的丰度是4.3×10^(-13)，则可计算出该化石活体生活的年代距今t=ln(No/N)T/ln2=ln[1.2×10^(-12)÷4.3×10^(-13)]×5730÷ln2≈8483.9861年（N‘=Ne^(-λt)）。 利用碳14原理测量生物基含量 放射性碳测年法适用于在工业产品中生物基含量测量,因为产品中包含了一些近代的生物质材料和石化衍生材料的组合。为此开发的标准称为ASTM D6866。 近代的生物质材料(生物基成分)含有碳14,石化衍生材料(来自石油)没有。因此所有的碳14产品来自生物基成分。对于一个包含生物质成分和石化衍生成分的产品，ASTM D6866分析将用碳14含量来计算产品中有多少是来自植物成分，有多少来自石油衍生成分。 例子: 通过ASTM D6866，100%来源石油衍生成分的聚乙烯制作的产品只有0% 的生物基含量,而一个由100%来源于植物的聚乙烯制作的产品将有一个100%的生物基含量结果。 通过ISO / IEC 17025:2005认证的BETA实验室还为全世界的产品制造商、分销商和研究人员提供生物基产品、生物燃料、垃圾衍生燃料和燃烧排放气体（CO2气体）的生物基/可再生碳含量测试。 BETA实验室利用碳-14原理进行天然产品来源测试，如香精、香料、精油、化妆品和补充剂，来识别产品中的化石衍生来源成分。

考古学中经常用到的碳十四测年断代的原理是什么？

碳十四测年技术是第二次世界大战后不久由芝加哥大学的利比发明的。利比在美国著名的贝克莱实验室从事放射性研究的先驱。经过长期的研究和实验，终于成功地创造了碳十四年代测定技术，并逐渐被考古学和地质学所接受。自旧石器时代晚期以来，这已成为确定历史时代的有力工具。为此，利比获得了1960年诺贝尔化学奖。

1949年3月，《科学》杂志发布了第一个用放射性碳素测定的年代数值时，立即引起了世界考古学和地质学的关注。人们对这项重大科学发明感到惊讶的同时，也对其创始人利比教授表示敬意和衷心感谢。但是，碳十四测年技术不是绝对的，也有其自身的局限性难以克服。这个局限性主要表现在它所测定的年代并不精密，一般都会存在一定的误差。

一方面，这种错误的出现与标本的时代有关。年代越远，误差越大。另一方面，这也与地理差异有关，因为地球上的碳分布不是绝对平衡的，这使得不同地区的年代数据的可比性不同，然后与样品的纯度有关。如果样本被污染，哪怕是草根的残丝、细菌的粒点等，都要影响到碳十四测年的准确度。不过针对这种情况，还可以用树木的年轮进行校正。

尽管存在此类问题，但碳十四测年仍然是考古学中使用最广泛，最有效和可靠的测年方法。目前，中国已发布了数千份考古标本，确定的准确性越来越高，其水平已经处于世界前列。鉴于碳14测年技术在考古研究中所发挥的独特而巨大的作用，所以，夏商周断代工程对碳十四测年技术寄托着厚望。

碳14测年法是由哪个发明家发现的呢？主要经历了什么发明过程呢？

碳14测年法是由美国芝加哥大学的一个教授所发现的这个教授名叫威拉德·利比，因为发现了这个重大成就，他因此还获得了1960年的诺贝尔化学奖，下面就让我们一起来了解一下碳14测年法的发展过程以及如何操作。

碳14是具有一种放射性而且极为不稳定的同位素，普通碳14的衰变过程需要很长时间，长达几千年，也正是因为大自然有着神奇的过程，它可以形成用放射性元素去测定年法的基本原理，它让碳14成为了揭示过去的一个有用的工具，再用放射性元素碳14测定年法的过程中，我们可以首先分析样品中所遗留的碳14，然后就可以了解到样品死亡后经过了多长时间，以及他当时大概死亡的时间是多少。

在二战时期，美国的化学家威德拉利比他引领了抑制科学的团队去开始研究放射性元素看，并且他认为生命物质中可能会存在着一种名叫放射性碳或者碳14的不稳定元素。科学家利比和他的科学团队一起对碳14进行了深入的研究，他们曾经发表过一项文件，这份文件对有机样品中的放射性碳进行了很详细的解释。

当时利比是第一个测量放射性衰变率的科学家，并且他还制定了放射性元素的半衰期为多长时间。后来利比一直致力于去探究放射性元素碳，并且找到了放射性碳，可以用于干什么，以及他主要的研究方法是什么样的。虽然在自然界有很多东西可以测定年法，但是不是所有的材料都可以进行放射性碳测定年法，所以碳14这种物质在当时也是比较特殊的一种物质，发现这种物质的科学家也是很厉害的。

以上这个故事仅代表我个人的观点，如果有任何错误，敬请谅解。

碳14是什么

我们知道碳有三种同位素，14C,13C,和12C

其中碳14是由宇宙射线轰击大气圈外层得氮原子而形成的，

碳14形成了以后被氧化形成二氧化碳，进入大气圈，水圈，生物圈等等圈层。

碳14的半衰期为5730年，也就是说经过5730年后原来碳14的含量只剩下一半了，再过5730年后就只剩一半的一半，虽然碳14不断地在衰减，但是新的碳14也在大气圈外层源源不断地产生，基本上可以“收支平衡”，使得大气圈内地碳14总体含量保持不变13.56dpm/gcarbon。大家可以想象一下，植物通过光和作用吸收二氧化碳，动物吃植物，还要呼吸。所以每个活着地生命体内的碳元素总在与外界进行交换，从而也保持了空气中基本的水平。一旦生命体死去了以后，它再也无法吸收新的碳14，而体内的碳14又在衰减。前面我们讲过放射性元素的衰变是时间的函数，碳14也不例外。不论刮风还是下雨，经过5730年后一半的碳14就会衰变为氮并释放出β粒子（一个电子）。所以我们就可以根据死亡生命体内碳14的含量得出其死亡的年龄。

经过5个半衰期之后，也就是不到三万年，碳14就会衰减到一半的一半的一半的一半的一半，呵呵，大概只有原来的1％了，再往后碳就变成死碳了，也就是说很难找到碳14的踪迹。因此碳十四测年的范围就很窄了只有大概五万年而已。

碳14是什么意思

碳14就是碳元素，是一种有放射性的同位素。

碳14是碳元素的一种具放射性的同位素，它是透过宇宙射线撞击空气中的氮原子所产生。碳-14原子核由6个质子和8个中子组成。其半衰期约为5730±40年，衰变方式为β衰变，碳14原子转变为氮-14原子。

1940年，美国科学家马丁·卡门（Martin Kamen）与同事山姆·鲁宾（Sam Ruben）在美国劳伦斯伯克利国家实验室发现碳14，而后时任芝加哥大学教授、加州大学伯克利分校化学博士威拉得·利比（Willard Libby）应用碳14发明了碳—14年代测定法并获得1960年诺贝尔化学奖。

由于在有机材料中含有碳-14，因此根据它可以确定考古学、地质学和水文地质学样本的大致年代，其最大测算不超过6万年（而且没有参照的情况下误差较大）。

碳14成分结构

碳—14测年法分为常规碳—14测年法和加速器质谱碳—14测年法两种。当时，Libby发明的就是常规碳—14测年法，1950年以来，这种方法的技术与应用在全球有了显著进展，但它的局限性也很明显，即必须使用大量的样品和较长的测量时间。于是，加速器质谱碳—14测年技术发展起来了。

加速器质谱碳—14测年法具有明显的独特优点。一是样品用量少，只需1～5毫克样品就可以了，如一小片织物、骨屑、古陶瓷器表面或气孔中的微量碳粉都可测量；而常规碳—14测年法则需1～5克样品，相差3个数量级。

二是灵敏度高，其测量同位素比值的灵敏度可达10-15至10-16；而常规碳—14测年法则与之相差5～7个数量级。三是测量时间短，测量现代碳若要达到1%的精度，只需10～20分钟；而常规碳—14测年法却需12～20小时。

正是由于加速器质谱碳—14测年法具有上述优点，自其问世以来，一直为考古学家、古人类学家和地质学家所重视，并得到了广泛的应用。可以说，对测定50000年以内的文物样品，加速器质谱碳—14测年法是测定精度最高的一种。

关于碳十四测年法是谁发明的和碳十四14c测年技术的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的知识了吗？如果你还想了解更多百科问答相关的内容，记得收藏关注本站。