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c14是誰發明的

發布時間:2021-04-07 16:45:04

❶ 考古探索中C14檢測年齡的原理是 什麼。。。

1,由於其半衰期達5,730年,且碳是有機物的元素之一,生物在生存的時候,由於需要呼吸,其體內的碳14含量大致不變,生物死去後會停止呼吸,此時體內的碳14開始減少。人們可透過傾測一件古物的碳14含量,來估計它的大概年齡,這種方法稱之為碳定年法。 研究發現,宇宙射線從太空不斷轟擊大氣層,這種轟擊會使大氣層中部分普通的碳原子形成放射性碳原子。利比認為,當植物活著的時候,由於不斷地進行光合作用,二氧化碳(包括碳12和碳14)不斷地進入植物體內,植物被動物吃掉,碳14又進入動物體內。因此動植物體內的碳14的含量是不斷變化的。但是,一旦植物或動物死亡了,植物不再吸收大氣中的二氧化碳,動物也不再吃植物了。於是,動植物在死亡以後的年代裡,因碳14是放射性同位素,仍在繼續不斷地進行衰變,因此死亡動植物體內的碳14的含量在一天天地減少。碳14的量是可以通過測量其放射性確定下來的。碳14的半衰期為5730年,即經過5730年以後,碳14的量只剩下一半。放射性碳測定年代法是最常用的考古方法,它所能斷定的年份最久的達50000年。
2全球肉眼可見的星星大約有7000顆,但同一地點只能看到大約3000顆左右。
3味精的主要成分為谷氨酸鈉
又名味素,化學成分為谷氨酸鈉。味精是食品增鮮劑,最初是從海藻中提取制備,現均為工業合成品。
毒性:大量研究資料表明,常規食用量對人體無害。
中毒表現:部分西方人在進食富含味精的食物2小時內,出現頭痛,面紅,多汗,面部壓迫或腫脹,口部或口周麻木、胃部燒灼感及胸痛等症狀。此現象多出現在中餐用餐後,因此有些西方人將此現象稱為「中國餐館綜合征」,但此現象和進食味精的關系至今未能證實。
緊急處理:誤服過量味精後勿須特殊處理。出現「中國餐館綜合征」者也可口服維生素B6,每天50毫克。
中毒預防:可以放心食用味精,但不要使用量過大,一般每天每人食用量不要超過20克。
4體重超過標准體重的20%可定為肥胖症,體重超過標准體重的10%又不到20%者稱為超重。
5 總得來說偏干比低癢較好,大多細菌喜歡潮濕環境下生存,
每一種不同的蔬、果,都有它最適宜的保存場所,千萬不可以一
視同仁地把他們都扔進冰箱中,要知道,有的蔬菜冰過頭,可是
會凍傷的!現在,就來告訴你各類蔬果適當的保存場所吧!

場所:陰涼處/溫度:約10-15度C
適合保存的蔬果:甘薯類(馬鈴薯、地瓜、山葯、芋頭等)、帶
泥的蔬菜(牛蒡、蘿卜、長蔥等)、南瓜、白菜、洋蔥、蓮霧、
土當歸、蘋果、橘子等。

場所:常溫下/溫度:約15-20度C
適合保存的蔬果:熱帶水果(香蕉、奇異果、鳳梨等)

場所:冷藏庫/溫度:4度C
適合保存的蔬果:切過的蔬菜、水果

場所:蔬果保鮮室/溫度:6度C
適合保存的蔬果:除甘薯類、帶泥的蔬菜等可置於陰涼處以外的
蔬菜(蕃茄、茄子、小黃瓜、四季豆、秋葵等)/熱帶水果以外
的水果(草莓、葡萄、梨子、檸檬等)

所以羅,真正要放在冷藏庫里的蔬、果,其實少之又少。除了夏
天以外,大部分的蔬、果都可以放在室溫之中,只要注意不要太
過濕熱就行了。

另外,冰箱中的蔬果保鮮室,應該維持在6度C左右,低於6度C的
話,對蔬果而言,就太冷羅!提醒你,要多多檢查冰箱內的溫
度,給你的蔬、果一個溫度適中、舒服的家。
6南海
7創造者 納皮爾(John Napier 1550~1617)

❷ 考古學家發現的一個猿人頭蓋骨中C14的含量只有活體中的3%,這個猿人大概生活在多少年前

通過C14年代測定法計算樣本年代的公式如下:
t = [ ln (Ao/Af) / (In2) ] x t1/2
其中,ln指的是自然對數,Af/Ao是樣品中的C14與活體組織中相比的百分數,而t1/2是C14的半衰期(5720 年)。
C14的含量只有活體中的3%
t=[ln(33.33)/(0.693)]x5720年
=3.506558/0.693X5720
=28943年

❸ 光合作用的詳細歷史(越詳細越好)!!!!!

光合作用過程:

葉綠體在陽光的作用下,把經有氣孔進入葉子內部的二氧化碳和由根部吸收的水轉變成為葡萄糖,同時釋放氧氣:
6CO2+12H2O→C6H12O6+6O2+6H2O

【發現進程】

古希臘哲學家亞里士多德認為,植物生長所需的物質全來源於土中。
1627年,荷蘭人范·埃爾蒙做了盆栽柳樹稱重實驗,得出植物的重量主要不是來自土壤而是來自水的推論。他沒有認識到空氣中的物質參與了有機物的形成。
1771年,英國的普里斯特利發現植物可以恢復因蠟燭燃燒而變「壞」了的空氣。他做了一個有名的實驗,他把一支點燃的蠟燭和一隻小白鼠分別放到密閉的玻璃罩里,蠟燭不久就熄滅了,小白鼠很快也死了。接著,他把一盆植物和一支點燃的蠟燭一同放到一個密閉的玻璃罩里,他發現植物能夠長時間地活著,蠟燭也沒有熄滅。他又把一盆植物和一隻小白鼠一同放到一個密閉的玻璃罩里。他發現植物和小白鼠都能夠正常地活著,於是,他得出了結論:植物能夠更新由於蠟燭燃燒或動物呼吸而變得污濁了的空氣。
1779年,荷蘭的英恩豪斯證明只有植物的綠色部分在光下才能起使空氣變「好」的作用。
1804年,法國的索敘爾通過定量研究進一步證實二氧化碳和水是植物生長的原料。
1845年,德國的邁爾發現植物把太陽能轉化成了化學能。
1864年,德國的薩克斯發現光合作用產生澱粉。他做了一個試驗:把綠色植物葉片放在暗處幾個小時,目的是讓葉片中的營養物質消耗掉,然後把這個葉片一半曝光,一半遮光。過一段時間後,用典蒸汽處理發現遮光的部分沒有發生顏色的變化,曝光的那一半葉片則呈深藍色。這一實驗成功的證明綠色葉片在光和作用中產生澱粉。
1880年,美國的恩格爾曼發現葉綠體是進行光合作用的場所,氧是由葉綠體釋放出來的。他把載有水綿和好氧細菌的臨時裝片放在沒有空氣的暗環境里,然後用極細光束照射水綿通過顯微鏡觀察發現,好氧細菌向葉綠體被光照的部位集中:如果上述臨時裝片完全暴露在光下,好氧細菌則分布在葉綠體所有受光部位的周圍。
1897年,首次在教科書中稱它為光合作用。
20世紀30年代,美國科學家魯賓和卡門採用同位素標記法研究了「光合作用中釋放出的氧到底來自水,還是來自二氧化碳」這個問題,得到了氧氣全部來自於水的結論。
20世紀40年代,美國的卡爾文等科學家用小球藻做實驗:用C14標記的二氧化碳(其中碳為C14)供小球藻進行光合作用,然後追蹤檢測其放射性,最終探明了二氧化碳中的碳在光合作用中轉化成有機物中碳的途徑,這一途徑被成為卡爾文循環

❹ C14定年是什麼原理

14C年代測定技術又稱放射性碳素斷代技術。自上世紀中葉該技術發明以來已經成為現代考古應用最為廣泛的一種測定年代的方法,被認為是史前考古學上的一場革命。這種方法應用於考古學之後,史前年代學的建立才有了可靠的科學依據。

自然界存在著不斷產生14C的條件,這一現象自古延續至今。14C在全世界很快循環混合,使處於交換狀態的各14C儲存庫中物質都具有一定水平的14C放射性。但若含碳物質一旦停止了交換,14C得不到補充,原有的14C就會按放射性衰變規律減少。測出其剩餘14C放射性與原有14C放射性作比較,就可以計算出停止交換的具體年代。應用這個方法,可以解決考古學、地質學上出土文物的年代問題。

動植物在有生命期間處於交換狀態,死亡後即停止交換。考古遺址中有許多生物遺骸如木頭、木炭、貝殼、骨頭,它們的死亡和被利用都同人類活動有關,如蓋房子需要砍伐木料,因漁獵取食在灰坑積存了貝骨頭等。因此測定含碳遺物的剩餘放射性就可以計算出它的死亡年代,從而推斷出遺址年代。

❺ 幽門螺桿菌是如何被發現的

你好,很高興為你解答。

這是c14尿素呼氣檢測,大於100即為幽門螺桿菌感染,hp( )c=00177這只是稍微有些高,若無症狀可以無需治療,定期觀察即可。

如果想殺滅這種病菌,我覺得食療的方法清除是最有效果的,相比四聯療法來說,(食療)它沒有副作用,效果也好!

下面我從幽門螺桿菌的症狀,以及預防進行簡單的分析一下,並且把(食療方法)分享上來,希望能幫助到你。

幽門螺桿菌有何症狀?

1、泛酸、燒心:因為,幽門螺桿菌會誘發胃泌素排泄,導致胃酸過多。

2、腹脹、反酸:因為,患上了幽門螺桿菌會導致食慾減退、不消化等情況。

3、腹痛、上消化道出血:因為,胃和十二指腸粘膜受到幽門螺桿菌的損害。

4、口腔異味、口臭:因為,幽門螺桿菌會導致口腔內感染,導致口味重。

因此,如果你發現有以上不良症狀者,應盡快到醫院進行檢查,一旦確診感染了幽門螺桿菌,請重視它的危害性,建議盡早接受治療。

如何預防幽門螺桿菌?

1、勤洗手,養成良好的個人衛生習慣。

2、高溫煮食、餐具消毒。幽門螺桿菌怕熱,因此,要喝燒開的水、煮熟的肉、消毒的奶。

3、減少胃的刺激。少食多餐,細嚼慢咽,少吃刺激性食物。

4、禁止口對口餵食。家中有小孩的情況下,不要給小孩口對口餵食,容易將口腔中的幽門螺桿菌傳染給孩子,而且孩子抵抗力較差,容易引起消化不良、嘔吐等胃部感染疾病。

5、定期使用益生菌降低幽門螺桿菌的感染

如何殺滅幽門螺旋桿菌:(食療方法)

傳統臨床治療幽門螺桿菌,都是採用四聯療法,目前有大多數患者反映其(副作用大),嚴重的導致過敏反應,胃腸道不適,肝功能損害等。所以,我建議用(食療科學的方法)來殺滅幽門螺旋桿菌。

那麼,應該怎麼做呢?此方法步驟,可以網路搜看此文《 老莊分享殺滅HP幽門螺桿菌的食療法 》,文章講述了,不吃葯殺滅幽門螺旋桿菌的恢復方法,希望能幫助到你,望採納!

❻ 怎樣用碳十四鑒定文物的朝代

用碳14鑒定法鑒定瓷器並不十分准確,原因如下:

1、所謂的「碳十四鑒定」即放射性碳定年法,是利用在自然界中廣泛存在的碳十四來測量「動物和植物」的年齡。動物與植物都屬於有機物,然而大多數文物比如瓷器、陶器、青銅器都屬於無機物,所以碳十四測年在考古方面的應用十分有限。

2、碳十四法主要用來鑒定高古文物,一般指年代比較久遠的,而一般文物都在一兩千年以內,所以一般不會用碳十四法來斷代。

3、還有精度的問題,即使進行高精度的測量,這種方法也存在正負20-40年的誤差,這種數據經過校正放在95%的置信度下,最後給出的年代范圍通常會落在幾十到幾百年。

(6)c14是誰發明的擴展閱讀

由於碳元素在自然界的各個同位素的比例一直都很穩定,人們可透過傾測一件古物的碳14含量,來估計它的大概年齡。這種方法稱之為碳定年法。

不過,碳14測年法所測得的年代有頗大的誤差。因此,假若所測的物件比較近代,相對誤差也更大。另一方面,碳14測定法亦有可能受到火山爆發等自然因素影響。所以,若沒有其他年代測定方法來檢訂,單單依賴碳14的測年數據是完全不可靠的。

C14的半衰期只有五千多年而地球存在已有數十億年,自然界卻存在著保持一定水平的放射性碳元素,為使 C14的產生和衰變處於平衡狀態,保持一定水平,必然存在著一種源泉。這個來源就在大氣高空層,在那裡,宇宙射線中子和大氣氮核作用生成C14。

C14法創始人利比(W.F.Libby)從宇宙射線和人工核反應的研究中得到啟發,認為自然界存在生成C14的條件,有可能檢測出來,經過仔細考查計算,並在實驗中解決了低能量低本底測量上的技術問題,測出了自然C14。由此建立了C14測定年代的方法。

❼ 為什麼生物停止呼吸C14開始衰減

為什麼生物停止呼吸C14開始衰
根據碳14測定法
自然界中碳元素有三種同位素,即穩定同位素12C、13C和放射性同位素14C。
14C由美國科學家馬丁·卡門與同事塞繆爾·魯賓於1940年發現。
14C的半衰期為5730年,14C的應用主要有兩個方面:一是在考古學中測定生物死亡年代,即放射性測年法;二是以14C標記化合物為示蹤劑,探索化學和生命科學中的微觀運動。

一、利用宇宙射線產生的放射性同位素碳—14來測定含碳物質的年齡,就叫碳—14測年。已故著名考古學家夏鼐先生對碳—14測定考古年代的作用,給了極高的評價:「由於碳—14測定年代法的採用,使不同地區的各種新石器文化有了時間關系的框架,使中國的新石器考古學因為有了確切的年代序列而進入了一個新時期。

那麼,碳—14測年法是如何測定古代遺存的年齡呢?

原來,宇宙射線在大氣中能夠產生放射性碳—14,並能與氧結合成二氧化碳形後進入所有活組織,先為植物吸收,後為動物納入。只要植物或動物生存著,它們就會持續不斷地吸收碳—14,在機體內保持一定的水平。而當有機體死亡後,即會停止呼吸碳—14,其組織內的碳—14便以5730年的半衰期開始衰變並逐漸消失。對於任何含碳物質,只要測定剩下的放射性碳—14的含量,就可推斷其年代。

碳—14測年法分為常規碳—14測年法和加速器質譜碳—14測年法兩種。當時,Libby發明的就是常規碳—14測年法,1950年以來,這種方法的技術與應用在全球有了顯著進展,但它的局限性也很明顯,即必須使用大量的樣品和較長的測量時間。於是,加速器質譜碳—14測年技術發展起來了。

加速器質譜碳—14測年法具有明顯的獨特優點。一是樣品用量少,只需1~5毫克樣品就可以了,如一小片織物、骨屑、古陶瓷器表面或氣孔中的微量碳粉都可測量;而常規碳—14測年法則需1~5克樣品,相差3個數量級。二是靈敏度高,其測量同位素比值的靈敏度可達10-15至10-16;而常規碳—14測年法則與之相差5~7個數量級。三是測量時間短,測量現代碳若要達到1%的精度,只需10~20分鍾;而常規碳—14測年法卻需12~20小時。

正是由於加速器質譜碳—14測年法具有上述優點,自其問世以來,一直為考古學家、古人類學家和地質學家所重視,並得到了廣泛的應用。可以說,對測定50000年以內的文物樣品,加速器質譜碳—14測年法是測定精度最高的一種。

二、碳-14標記化合物的應用。

碳-14標記化合物是指用放射性14C取代化合物中它的穩定同位素碳-12,並以碳-14作為標記的放射性標記化合物。它與未標記的相應化合物具有相同的化學與生物學性質,不同的只是它們帶有放射性,可以利用放射性探測技術來追蹤。

自20世紀40年代,就開始了碳-14標記化合物的研製、生產和應用。由於碳是構成有機物三大重要元素之一,碳-14半衰期長,β期線能量較低,空氣中最大射程 22cm,屬於低毒核素,所以碳-14標記化合物產品應用范圍廣。至80年代,國際上以商品形式出售的碳-14標記化合物,包括了氨基酸、多肽、蛋白質、糖類、核酸類、類脂類、類固醇類及醫學研究用的神經葯物、受體、維生素和其他葯物等,品種已達近千種,約占所有放射性標記化合物的一半。

以碳-14為主的標記化合物在醫學上還廣泛用於體內、體外的診斷和病理研究。用於體外診斷的競爭放射性分析是本世紀60年代發展起來的微量分析技術。應用這種技術只要取很少量的體液(血液或尿液)在化驗室分析後,即可進行疾病診斷。由於競爭放射性分析體外診斷的特異性強,靈敏度高,准確性和精密性好,許多疾病就可能在早期發現,為有效防治疾病提供了條件。

碳-14標記化合物作為靈敏的示蹤劑,具有非常廣泛的應用前景。
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參考資料:
1.碳14是碳的一種具放射性的同位素,於1940年首被發現。它是透過宇宙射線撞擊空氣中的氮原子所產生,其半衰期約為5,730年,衰變方式為β衰變,碳14原子轉變為氮原子。
2. 由於碳14半衰期達5,730年,且碳是有機物的元素之一,生物在生存的時候,由於需要呼吸,其體內的碳14含量大致不變,生物死去後會停止呼吸,此時體內的碳14開始減少。人們可透過傾測一件古物的碳14含量,來估計它的大概年齡,這種方法稱之為碳定年法。

❽ 考古學中經常用到的碳十四測年斷代的原理是什麼

碳十四測年技術是第二次世界大戰後不久由芝加哥大學的利比發明的。利比在美國著名的貝克萊實驗室從事放射性研究的先驅。經過長期的研究和實驗,終於成功地創造了碳十四年代測定技術,並逐漸被考古學和地質學所接受。自舊石器時代晚期以來,這已成為確定歷史時代的有力工具。為此,利比獲得了1960年諾貝爾化學獎。

盡管存在此類問題,但碳十四測年仍然是考古學中使用最廣泛,最有效和可靠的測年方法。目前,中國已發布了數千份考古標本,確定的准確性越來越高,其水平已經處於世界前列。鑒於碳14測年技術在考古研究中所發揮的獨特而巨大的作用,所以,夏商周斷代工程對碳十四測年技術寄託著厚望。

❾ 考古里的碳十四測年法是怎麼回事

碳14測年,又稱碳—14年代測定法或放射性碳定年法(Radiocarbon Dating),就是根據碳—14衰變的程度來計算出樣品的大概年代的一種測量方法。這一原理通常用來測定古生物化石的年代。

碳14測年法由美國芝加哥大學教授、加州大學伯克利分校博士威拉得·利比(Willard Frank Libby)發明[1-2],威拉得·利比因此獲得1960年諾貝爾化學獎。

碳14的衰變需要幾千年,正是大自然的這種神奇,形成了放射性碳定年的基本原理,使碳14分析成為揭示過去的有力工具。在放射性碳定年過程中,首先分析樣品中遺留的碳14。被分析的樣品的碳14比例可以說明自樣品源死亡後流逝的時間。

報告的放射性碳定年結果是未校準年BP(迄今),其中BP是指公元1950年。接著進行校準,將BP年轉換為歷年。隨後將該信息與准確的歷史年齡聯系起來。

(9)c14是誰發明的擴展閱讀:

考古學旨在了解人類,它是一項超越發掘寶藏、收集信息和測定年齡的崇高的事業。正是了解了昔日文化不再存在的原因後,人類才明白了確保歷史不會重演的關鍵所在。

多年來,如果不是憑借放射性碳定年、樹輪年代學、古地磁斷代、氟化物定年、光釋光測年以及黑曜石水化分析等技術,考古學發現的歷史文化信息將永遠都不被人所知。

放射性碳定年技術的應用已有50年了,它徹底改變了考古學。碳14定年迄今仍是一項強大可靠的、廣泛適用的技術,對於考古學家和其他科學家來說極其寶貴。

❿ 比較碳十二和碳十四

12C是質子數和中子都為6的碳原子,它是碳元素的一種同位素,在世界現存碳元素中豐度為98.89%,是最常見的碳同位素。
碳12原子被用來作為阿伏伽德羅常數的標准:12克碳12中所含原子的個數被定義為阿伏伽德羅常數6.022×10∟23。
碳12是國際單位制中定義摩爾的尺度,以12克碳12中含有的原子數為1摩爾。將各種原子(或分子、離子)的質量與碳12質量
的十二分之一的比值定義為該原子的相對原子質量,它的單位為1。
摩爾同時也是國際單位中的基本單位之一。
碳十四是碳的一種具放射性的同位素,於1940年首被發現。它是透過宇宙射線撞擊空氣中的氮原子所產生,其半衰期約為5,730年,衰變方式為β衰變,碳14原子轉變為氮原子。 由於其半衰期達5,730年,且碳是有機物的元素之一,我們可以根據死亡生物體的體內殘余碳14成份來推斷它的存在年齡。生物在生存的時候,由於需要呼吸,其體內的碳14含量大致不變,生物死去後會停止呼吸,此時體內的碳14開始減少。由於碳元素在自然界的各個同位素的比例一直都很穩定,人們可透過傾測一件古物的碳14含量,來估計它的大概年齡。這種方法稱之為碳定年法。 不過,碳14測年法所測得的年代有頗大的誤差。因此,假若所測的物件比較近代,相對誤差也更大。另一方面,碳14測定法亦有可能受到火山爆發等自然因素影響。所以,若沒有其他年代測定方法來檢訂,單單依賴碳14的測年數據是完全不可靠的。 中國碳十四測年技術的發展 1949年3月,當美國科學家利比研究碳十四測年技術成功並發表成果時,中國的大地上卻正激戰正酣,國共雙方的這場內戰吸引了幾乎所有人的目光,對於這項考古學革命性的成果,沒有人去注意它。 新中國成立後,中國各項事業都開始啟動。1955年,當時的中國科學院考古研究所副所長夏鼐首次關注到這項技術,並把它向中國考古界作了介紹,馬上引起考古界強烈反響。當時,中國大地上考古發掘已取得許多重大發現,尤其是許多史前遺跡重見天日,但對於它們的年代卻又說法不一,如果我們能夠掌握這門技術,無疑會給考古界一個登上新高峰的機會。 但是當時的中國政治風潮疊起,考古學家直到1959年才見到曙光。在夏鼐同志的領導下,中科院物理研究所的年輕物理學家仇士華、蔡蓮珍夫婦被調到考古所,中國第一個碳十四實驗室正式籌建。 仇士華,1932年生於江蘇,他自小便酷愛物理學,終於在1952年考入浙江大學物理系,一年後國家進行高校院系調整,浙大物理系被並入復旦大學,仇士華也隨系來到上海,成為復旦大學物理系的學生。1955年畢業,分配到中國科學院物理研究所工作。 當時的中國科學院物理研究所其實是隱蔽的核物理研究所,是不可對外宣傳的機密單位。要進入這樣的單位,除了專業知識必須過硬外,還必須通過進乎苛刻的政治審查。當仇先生與他後來的妻子蔡蓮珍通過重重考驗進入該所時,二人心中升起一種由衷的自豪。他們決心為祖國的核物理事業奉獻出自己的青春才華。 誰知天有不測風雲,1957年,全國性的「反右」運動開始了。心直口快的仇士華夫婦被打成「右派」,不得不離開心愛的工作崗位,下放到農村勞動改造。這時中科院考古所開始進行碳十四實驗室的籌建,但考古所自己卻沒有核物理學方面的人材,不得不向物理所求援,時任牧師所放射化學研究室主任的楊承宗向夏鼐推薦了正在蒙難的仇士華夫婦,這時,由於國家正在進行衛星研究,大量的技術工作急需解決,經反復研究,有關方面終於批准將原物理所的「右派」們包括仇氏夫婦召回北京。兩月後,即1959年1月,經考古所與物理所協商,中科院組織部批准,仇士華與夫人蔡蓮珍戴著右派帽子來到考古所進行二次創業。 面對全新的環境,仇士華興奮不已,但困難是他始料未及的。他們唯一的資料就是利比先生的《放射性碳素測定年代》原著,沒有任何現成的儀器,沒有任何經驗。仇士華是個越困難越大越要奮斗的人,他想,技術是人創造的,自己的處境總比利比要強,通過研究資料,他從零開始,一步一個腳印,在有關領導的關懷下,經過四年的艱苦奮斗,終於完成了全部設備的配裝工作,後又用了三年調試和改進,1965年中國自己的碳十四實驗室終於初生了。 就在仇士華緊張地進行樣品盲測以通過專家驗收時,上海的姚文元發表了著名的《評新編歷史劇〈海瑞罷官〉》,一年後,文化大革命爆發了。老右派仇士華被再次打倒,被發配到明港的一座軍營。這里,仇士華遭遇到極為殘酷的折磨。直到1971年,形勢才有所好轉。時任中科院院長的郭沫若以「出國參展文物沒有具體年代」為由,請求調回碳十四實驗室的人員,以便盡快測出年代。周恩來親自做出批復,仇士華、蔡蓮珍等人終於擺脫了厄運,回到自己的工作崗位。然而,實驗室的儀器都被造反派破壞了,他們不等不靠,經過艱苦努力,終於修復設備,投入緊張的測年當中。十一屆三中全會後,仇士華和蔡蓮珍都被平反。再之後,實驗室在仇士華的領導下,取得了許多令人振奮的碩果。 比如,北京周口店出土的「山頂洞人」過去一直認為距今十萬左右,經碳十四測年,為一萬九千年。再比如早期商城鄭州商城和偃師商城,專家們對它們的年代誰先誰後,打了多年口水戰,後經測年,發現這兩個商城的年代相差在五十年內,基本上是同時代的產物。 仇士華他們用的還是常規法測年,以當時中國的技術和資金實力,要想短期內建立起AMS加速器質譜儀,還是件不可能的事。但幸運降臨了。由於英國收縮財政支出,著名的牛津大學也被減少資金投入。大學的一個加速器被迫關閉。經過研究,校方准備將此設備無償贈送給某個第三世界國家。這時,中國北大副校長陳佳洱來到英國,聽到這個消息,馬上與有關負責人聯系,把這套設備爭取過來。牛津大學提出要求,必須把這套設備充分利用,為科學作出貢獻。 專家們經過認真研究,決定將這套設備加裝成加速器質譜儀,並把重點放在考古、地質和生命科學領域。經過五年的努力,建成了中國第一座AMS實驗室。 夏商周斷代工程啟動後,為了把實驗數據做好,國家又投入巨資,購入最先進的設備,把它的技術水平提高到世界先進水平。 自然界中碳元素有三種同位素,即穩定同位素12C、13C和放射性同位素14C,14C的半衰期為5730年,14C的應用主要有兩個方面:一是在考古學中測定生物死亡年代,即放射性測年法;二是以14C標記化合物為示蹤劑,探索化學和生命科學中的微觀運動。 一、利用宇宙射線產生的放射性同位素碳——14來測定含碳物質的年齡,就叫碳——14測年。已故著名考古學家廈鼐先生對碳——14測定考古年代的作用,給了極高的評價:「由於碳——14測定年代法的採用,使不同地區的各種新石器文化有了時間關系的框架,使中國的新石器考古學因為有了確切的年代序列而進入了一個新時期。 那麼,碳——14測年法是如何測定古代遺存的年齡呢? 原來,宇宙射線在大氣中能夠產生放射性碳——14,並能與氧結合成二氧化碳形後進入所有活組織,先為植物吸收,後為動物納入。只要植物或動物生存著,它們就會持續不斷地吸收碳——14,在機體內保持一定的水平。而當有機體死亡後,即會停止呼吸碳——14,其組織內的碳——14便以5730年的半衰期開始衰變並逐漸消失。對於任何含碳物質,只要測定剩下的放射性碳——14的含量,就可推斷其年代。 碳——14測年法分為常規碳——14測年法和加速器質譜碳——14測年法兩種。當時,Libby發明的就是常規碳——14測年法,1950年以來,這種方法的技術與應用在全球有了顯著進展,但它的局限性也很明顯,即必須使用大量的樣品和較長的測量時間。於是,加速器質譜碳——14測年技術發展起來了。 加速器質譜碳——14測年法具有明顯的獨特優點。一是樣品用量少,只需1~5毫克樣品就可以了,如一小片織物、骨屑、古陶瓷器表面或氣孔中的微量碳粉都可測量;而常規碳——14測年法則需1~5克樣品,相差3個數量級。二是靈敏度高,其測量同位素比值的靈敏度可達10-15至10-16;而常規碳——14測年法則與之相差5~7個數量級。三是測量時間短,測量現代碳若要達到1%的精度,只需10~20分鍾;而常規碳——14測年法卻需12~20小時。 正是由於加速器質譜碳——14測年法具有上述優點,自其問世以來,一直為考古學家、古人類學家和地質學家所重視,並得到了廣泛的應用。可以說,對測定50000年以內的文物樣品,加速器質譜碳——14測年法是測定精度最高的一種。 1.碳14是碳的一種具放射性的同位素,於1940年首被發現。它是透過宇宙射線撞擊空氣中的氮原子所產生,其半衰期約為5,730年,衰變方式為β衰變,碳14原子轉變為氮原子。 2. 由於碳14半衰期達5,730年,且碳是有機物的元素之一,生物在生存的時候,由於需要呼吸,其體內的碳14含量大致不變,生物死去後會停止呼吸,此時體內的碳14開始減少。人們可透過傾測一件古物的碳14含量,來估計它的大概年齡,這種方法稱之為碳定年法。 (一)斷代原理 自然界存在三種碳的同位素,它們的重量比例是12:13:14,分別用碳-12(C12);碳-18(C18);碳-14(C14)表示,它們的含量比例是98.9:1.1:10-10 。前二者是穩定同位素,只有碳-14有放射性,亦稱放射性。碳C14放射β粒子後蛻變為N14,半衰期為5730±40年,反應式為:C14→N14+β一。 C14的半衰期只有五千多年而地球存在已有數十億年,自然界卻存在著保持一定水平的放射性碳元素,為使 C14的產生和衰變處於平衡狀態,保持一定水平,必然存在著一種源泉。這個來源就在大氣高空層,在那裡,宇宙射錢中子和大氣氮核作用生成C14。發現這一自然現象並用實驗加以證實的是C14法創始人利比(W.F.Libby)。他從宇宙射線和人工核反應的研究中得到啟發,認為自然界存在生成C14的條件,有可能檢測出來.經過仔細考查計算,並在實驗中解決了低能量低本底測量上的技術問題,測出了自然C14。由此建立了C14測定年代的方法。 最初,外來的宇宙射線與大氣作用產生宇宙射線中子。宇宙射線中子和大氣中氮核起核反應產生碳-14: 0n1+7N14→⒍C14+1H1 這一反應都在高空完成,新生碳原子在大氣環境中不能游離存在很久,一般都與氧結合生成C14O2分子,C14O2和原來存在於大氣中的CO2化學性能是相同的,因此必然與原有CO2混合參加自然界碳的交換循環運動。 植物通過光合作用將CO2結合成植物組織,動物依植物為生,這就使生物界都混入了C14.動物通過排泄,死亡,植物通過腐爛,沉積,進入表層土壤而使C14進入土壤,大氣與廣大海面接觸, CO2又與海水中溶解的碳酸鹽和CO2進行交換,因此海水、海生物及海底沉積物中都含有C14。所以,凡是和大氣中的CO2進行過直接或間接交換的含碳物質都包含C14。 這種產生C14的自然現象存在已久,同時C14按5730年半衰期衰變減少,這類碳中C14水平必然會到達平衡值。由於碳在自然界的交換循環相當快,處於與大氣互相交換的各種物質在名地的C14水平基本上是一致的。 利用這種到處都 存在C14的自然現象就可以用來斷代。例如陸地生物、海洋生物在生命過程中由於同大氣經常交換,衰變掉的C14經常能得到補充,但一旦停止了交換(如死亡、沉積),其C14就再得不到補充,C14水平因衰變而降低,每5730年降為原有水平的一半值。因此測量標本現存的C14放射性水平和它原始放射性水平相比較,就可以算出死亡或停止交換的年代,當然,幾千年或幾萬年前處於交換狀態的動植物的放射性水平是無法測知的,但若假定這種產生C14的自然現象幾萬年來都沒有什麼變化,就可以用現在世界各地處於交換平衡狀態的動植物放射性水平,作為標本的原始放射性水平,即所謂「現代碳」放射性標准。 我國自主研究,在1981年制定出了適合中國的現代碳標准,即「中國糖碳標准」,經過國內和國外的測試,數據可靠,得到了國內外的一致好評。 放射性衰變規律可用數學式表示,標本年代的計算公式如下: A=τln No/NA A: 標本年代 τ:C14平均壽命 NA:標本現有放射性 No:標本原始放射性 C14平均壽命是一個常數,由實驗測定,測出No、NA即可計算出標本年代。 但是,上面的結論要基於以下幾點的假設: ① 假設大氣中 C 的產生率不變。 ② 假定放射性衰變 規律不變,不受任何外界環境的影響,生物樣品一旦死亡就停止與碳儲存庫進行自由交換.③ 地球上各 交換庫中 C 的放射性比重不隨時間、地點、物質種類而改變,這個假設經檢驗基本成立 。國際公認 C 測年中的 B P 起算點是 1950 年(因為之後人工核爆炸產生的大量 C 對大氣影響很大,而且從18世紀工業革命之後,大氣中的普通C大大增加,對C的比率影響很大)④樣品根本沒有受到污染,如果不小心混入了早期或晚期的碳,那測出的結果跟我們想要的肯定會有很大差距。 這就是C14斷代的原理,由於這一方法所依據的是原子核的變化。這種變化不受周圍環境的物理、化學條件的影響,而C14半衰期(5730年)正適用於對幾千年到幾萬年的標本進行斷代。另外,一些含碳的物質,如木、草、骨、貝殼等動植物遺骸在古代遺址中普遍存在,因此,C14法自1950年建立起,就成為有力的斷代手段而廣泛應用於史前考古學和第四紀晚地質學。 (二)測量技術 C14測定年代方法在技術上不同於一般放射性同位素測量,它的特點是放射性強度弱,能量低,自然碳中C14含量僅為1.2×10一10 %,每克碳的放射性強度僅幾微微居里,即每分鍾約有10 多個原子衰變,標本的年代越久遠,放射性還會迅速降低,如二萬年以上的標本,其計數率就會降到每分鍾一次以下.針對這種情況,必須專門設計低本底低能量β射線的高效率探測器,把標本中的碳制備成探測器的組成部分,並在特製的屏蔽室中進行測量.如氣體法將標本碳全部轉成計數管中的計數氣體,液體法則全部轉成閃爍液的溶劑,這些基本要求就決定了C14年代測定必須要有一個完備的實驗室,包括設有化學處理,標本制備的系統,完善的屏蔽設備,特製的探測器和能長時間工作而又穩定的電子測量系統,並且經過精心的操作才能保證數據准確可靠.

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