❶ 考古探索中C14检测年龄的原理是 什么。。。
1,由于其半衰期达5,730年,且碳是有机物的元素之一,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。人们可透过倾测一件古物的碳14含量,来估计它的大概年龄,这种方法称之为碳定年法。 研究发现,宇宙射线从太空不断轰击大气层,这种轰击会使大气层中部分普通的碳原子形成放射性碳原子。利比认为,当植物活着的时候,由于不断地进行光合作用,二氧化碳(包括碳12和碳14)不断地进入植物体内,植物被动物吃掉,碳14又进入动物体内。因此动植物体内的碳14的含量是不断变化的。但是,一旦植物或动物死亡了,植物不再吸收大气中的二氧化碳,动物也不再吃植物了。于是,动植物在死亡以后的年代里,因碳14是放射性同位素,仍在继续不断地进行衰变,因此死亡动植物体内的碳14的含量在一天天地减少。碳14的量是可以通过测量其放射性确定下来的。碳14的半衰期为5730年,即经过5730年以后,碳14的量只剩下一半。放射性碳测定年代法是最常用的考古方法,它所能断定的年份最久的达50000年。
2全球肉眼可见的星星大约有7000颗,但同一地点只能看到大约3000颗左右。
3味精的主要成分为谷氨酸钠
又名味素,化学成分为谷氨酸钠。味精是食品增鲜剂,最初是从海藻中提取制备,现均为工业合成品。
毒性:大量研究资料表明,常规食用量对人体无害。
中毒表现:部分西方人在进食富含味精的食物2小时内,出现头痛,面红,多汗,面部压迫或肿胀,口部或口周麻木、胃部烧灼感及胸痛等症状。此现象多出现在中餐用餐后,因此有些西方人将此现象称为“中国餐馆综合征”,但此现象和进食味精的关系至今未能证实。
紧急处理:误服过量味精后勿须特殊处理。出现“中国餐馆综合征”者也可口服维生素B6,每天50毫克。
中毒预防:可以放心食用味精,但不要使用量过大,一般每天每人食用量不要超过20克。
4体重超过标准体重的20%可定为肥胖症,体重超过标准体重的10%又不到20%者称为超重。
5 总得来说偏干比低痒较好,大多细菌喜欢潮湿环境下生存,
每一种不同的蔬、果,都有它最适宜的保存场所,千万不可以一
视同仁地把他们都扔进冰箱中,要知道,有的蔬菜冰过头,可是
会冻伤的!现在,就来告诉你各类蔬果适当的保存场所吧!
场所:阴凉处/温度:约10-15度C
适合保存的蔬果:甘薯类(马铃薯、地瓜、山药、芋头等)、带
泥的蔬菜(牛蒡、萝卜、长葱等)、南瓜、白菜、洋葱、莲雾、
土当归、苹果、橘子等。
场所:常温下/温度:约15-20度C
适合保存的蔬果:热带水果(香蕉、奇异果、凤梨等)
场所:冷藏库/温度:4度C
适合保存的蔬果:切过的蔬菜、水果
场所:蔬果保鲜室/温度:6度C
适合保存的蔬果:除甘薯类、带泥的蔬菜等可置於阴凉处以外的
蔬菜(蕃茄、茄子、小黄瓜、四季豆、秋葵等)/热带水果以外
的水果(草莓、葡萄、梨子、柠檬等)
所以罗,真正要放在冷藏库里的蔬、果,其实少之又少。除了夏
天以外,大部分的蔬、果都可以放在室温之中,只要注意不要太
过湿热就行了。
另外,冰箱中的蔬果保鲜室,应该维持在6度C左右,低於6度C的
话,对蔬果而言,就太冷罗!提醒你,要多多检查冰箱内的温
度,给你的蔬、果一个温度适中、舒服的家。
6南海
7创造者 纳皮尔(John Napier 1550~1617)
❷ 考古学家发现的一个猿人头盖骨中C14的含量只有活体中的3%,这个猿人大概生活在多少年前
通过C14年代测定法计算样本年代的公式如下:
t = [ ln (Ao/Af) / (In2) ] x t1/2
其中,ln指的是自然对数,Af/Ao是样品中的C14与活体组织中相比的百分数,而t1/2是C14的半衰期(5720 年)。
C14的含量只有活体中的3%
t=[ln(33.33)/(0.693)]x5720年
=3.506558/0.693X5720
=28943年
❸ 光合作用的详细历史(越详细越好)!!!!!
光合作用过程:
叶绿体在阳光的作用下,把经有气孔进入叶子内部的二氧化碳和由根部吸收的水转变成为葡萄糖,同时释放氧气:
6CO2+12H2O→C6H12O6+6O2+6H2O
【发现进程】
古希腊哲学家亚里士多德认为,植物生长所需的物质全来源于土中。
1627年,荷兰人范·埃尔蒙做了盆栽柳树称重实验,得出植物的重量主要不是来自土壤而是来自水的推论。他没有认识到空气中的物质参与了有机物的形成。
1771年,英国的普里斯特利发现植物可以恢复因蜡烛燃烧而变“坏”了的空气。他做了一个有名的实验,他把一支点燃的蜡烛和一只小白鼠分别放到密闭的玻璃罩里,蜡烛不久就熄灭了,小白鼠很快也死了。接着,他把一盆植物和一支点燃的蜡烛一同放到一个密闭的玻璃罩里,他发现植物能够长时间地活着,蜡烛也没有熄灭。他又把一盆植物和一只小白鼠一同放到一个密闭的玻璃罩里。他发现植物和小白鼠都能够正常地活着,于是,他得出了结论:植物能够更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊了的空气。
1779年,荷兰的英恩豪斯证明只有植物的绿色部分在光下才能起使空气变“好”的作用。
1804年,法国的索叙尔通过定量研究进一步证实二氧化碳和水是植物生长的原料。
1845年,德国的迈尔发现植物把太阳能转化成了化学能。
1864年,德国的萨克斯发现光合作用产生淀粉。他做了一个试验:把绿色植物叶片放在暗处几个小时,目的是让叶片中的营养物质消耗掉,然后把这个叶片一半曝光,一半遮光。过一段时间后,用典蒸汽处理发现遮光的部分没有发生颜色的变化,曝光的那一半叶片则呈深蓝色。这一实验成功的证明绿色叶片在光和作用中产生淀粉。
1880年,美国的恩格尔曼发现叶绿体是进行光合作用的场所,氧是由叶绿体释放出来的。他把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的暗环境里,然后用极细光束照射水绵通过显微镜观察发现,好氧细菌向叶绿体被光照的部位集中:如果上述临时装片完全暴露在光下,好氧细菌则分布在叶绿体所有受光部位的周围。
1897年,首次在教科书中称它为光合作用。
20世纪30年代,美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究了“光合作用中释放出的氧到底来自水,还是来自二氧化碳”这个问题,得到了氧气全部来自于水的结论。
20世纪40年代,美国的卡尔文等科学家用小球藻做实验:用C14标记的二氧化碳(其中碳为C14)供小球藻进行光合作用,然后追踪检测其放射性,最终探明了二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径,这一途径被成为卡尔文循环
❹ C14定年是什么原理
14C年代测定技术又称放射性碳素断代技术。自上世纪中叶该技术发明以来已经成为现代考古应用最为广泛的一种测定年代的方法,被认为是史前考古学上的一场革命。这种方法应用于考古学之后,史前年代学的建立才有了可靠的科学依据。
自然界存在着不断产生14C的条件,这一现象自古延续至今。14C在全世界很快循环混合,使处于交换状态的各14C储存库中物质都具有一定水平的14C放射性。但若含碳物质一旦停止了交换,14C得不到补充,原有的14C就会按放射性衰变规律减少。测出其剩余14C放射性与原有14C放射性作比较,就可以计算出停止交换的具体年代。应用这个方法,可以解决考古学、地质学上出土文物的年代问题。
动植物在有生命期间处于交换状态,死亡后即停止交换。考古遗址中有许多生物遗骸如木头、木炭、贝壳、骨头,它们的死亡和被利用都同人类活动有关,如盖房子需要砍伐木料,因渔猎取食在灰坑积存了贝骨头等。因此测定含碳遗物的剩余放射性就可以计算出它的死亡年代,从而推断出遗址年代。

❺ 幽门螺杆菌是如何被发现的
你好,很高兴为你解答。
这是c14尿素呼气检测,大于100即为幽门螺杆菌感染,hp( )c=00177这只是稍微有些高,若无症状可以无需治疗,定期观察即可。
如果想杀灭这种病菌,我觉得食疗的方法清除是最有效果的,相比四联疗法来说,(食疗)它没有副作用,效果也好!
下面我从幽门螺杆菌的症状,以及预防进行简单的分析一下,并且把(食疗方法)分享上来,希望能帮助到你。
幽门螺杆菌有何症状?
1、泛酸、烧心:因为,幽门螺杆菌会诱发胃泌素排泄,导致胃酸过多。
2、腹胀、反酸:因为,患上了幽门螺杆菌会导致食欲减退、不消化等情况。
3、腹痛、上消化道出血:因为,胃和十二指肠粘膜受到幽门螺杆菌的损害。
4、口腔异味、口臭:因为,幽门螺杆菌会导致口腔内感染,导致口味重。
因此,如果你发现有以上不良症状者,应尽快到医院进行检查,一旦确诊感染了幽门螺杆菌,请重视它的危害性,建议尽早接受治疗。
如何预防幽门螺杆菌?
1、勤洗手,养成良好的个人卫生习惯。
2、高温煮食、餐具消毒。幽门螺杆菌怕热,因此,要喝烧开的水、煮熟的肉、消毒的奶。
3、减少胃的刺激。少食多餐,细嚼慢咽,少吃刺激性食物。
4、禁止口对口喂食。家中有小孩的情况下,不要给小孩口对口喂食,容易将口腔中的幽门螺杆菌传染给孩子,而且孩子抵抗力较差,容易引起消化不良、呕吐等胃部感染疾病。
5、定期使用益生菌降低幽门螺杆菌的感染
如何杀灭幽门螺旋杆菌:(食疗方法)
传统临床治疗幽门螺杆菌,都是采用四联疗法,目前有大多数患者反映其(副作用大),严重的导致过敏反应,胃肠道不适,肝功能损害等。所以,我建议用(食疗科学的方法)来杀灭幽门螺旋杆菌。
那么,应该怎么做呢?此方法步骤,可以网络搜看此文《 老庄分享杀灭HP幽门螺杆菌的食疗法 》,文章讲述了,不吃药杀灭幽门螺旋杆菌的恢复方法,希望能帮助到你,望采纳!
❻ 怎样用碳十四鉴定文物的朝代
用碳14鉴定法鉴定瓷器并不十分准确,原因如下:
1、所谓的“碳十四鉴定”即放射性碳定年法,是利用在自然界中广泛存在的碳十四来测量“动物和植物”的年龄。动物与植物都属于有机物,然而大多数文物比如瓷器、陶器、青铜器都属于无机物,所以碳十四测年在考古方面的应用十分有限。
2、碳十四法主要用来鉴定高古文物,一般指年代比较久远的,而一般文物都在一两千年以内,所以一般不会用碳十四法来断代。
3、还有精度的问题,即使进行高精度的测量,这种方法也存在正负20-40年的误差,这种数据经过校正放在95%的置信度下,最后给出的年代范围通常会落在几十到几百年。

(6)c14是谁发明的扩展阅读
由于碳元素在自然界的各个同位素的比例一直都很稳定,人们可透过倾测一件古物的碳14含量,来估计它的大概年龄。这种方法称之为碳定年法。
不过,碳14测年法所测得的年代有颇大的误差。因此,假若所测的物件比较近代,相对误差也更大。另一方面,碳14测定法亦有可能受到火山爆发等自然因素影响。所以,若没有其他年代测定方法来检订,单单依赖碳14的测年数据是完全不可靠的。
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,宇宙射线中子和大气氮核作用生成C14。
C14法创始人利比(W.F.Libby)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。
❼ 为什么生物停止呼吸C14开始衰减
为什么生物停止呼吸C14开始衰
根据碳14测定法
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由美国科学家马丁·卡门与同事塞缪尔·鲁宾于1940年发现。
14C的半衰期为5730年,14C的应用主要有两个方面:一是在考古学中测定生物死亡年代,即放射性测年法;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。
一、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。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着,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。
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。
二、碳-14标记化合物的应用。
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、生产和应用。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标记化合物产品应用范围广。至80年代,国际上以商品形式出售的碳-14标记化合物,包括了氨基酸、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。
以碳-14为主的标记化合物在医学上还广泛用于体内、体外的诊断和病理研究。用于体外诊断的竞争放射性分析是本世纪60年代发展起来的微量分析技术。应用这种技术只要取很少量的体液(血液或尿液)在化验室分析后,即可进行疾病诊断。由于竞争放射性分析体外诊断的特异性强,灵敏度高,准确性和精密性好,许多疾病就可能在早期发现,为有效防治疾病提供了条件。
碳-14标记化合物作为灵敏的示踪剂,具有非常广泛的应用前景。
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参考资料:
1.碳14是碳的一种具放射性的同位素,于1940年首被发现。它是透过宇宙射线撞击空气中的氮原子所产生,其半衰期约为5,730年,衰变方式为β衰变,碳14原子转变为氮原子。
2. 由于碳14半衰期达5,730年,且碳是有机物的元素之一,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。人们可透过倾测一件古物的碳14含量,来估计它的大概年龄,这种方法称之为碳定年法。
❽ 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。

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。
❾ 考古里的碳十四测年法是怎么回事
碳14测年,又称碳—14年代测定法或放射性碳定年法(Radiocarbon Dating),就是根据碳—14衰变的程度来计算出样品的大概年代的一种测量方法。这一原理通常用来测定古生物化石的年代。
碳14测年法由美国芝加哥大学教授、加州大学伯克利分校博士威拉得·利比(Willard Frank Libby)发明[1-2],威拉得·利比因此获得1960年诺贝尔化学奖。
碳14的衰变需要几千年,正是大自然的这种神奇,形成了放射性碳定年的基本原理,使碳14分析成为揭示过去的有力工具。在放射性碳定年过程中,首先分析样品中遗留的碳14。被分析的样品的碳14比例可以说明自样品源死亡后流逝的时间。
报告的放射性碳定年结果是未校准年BP(迄今),其中BP是指公元1950年。接着进行校准,将BP年转换为历年。随后将该信息与准确的历史年龄联系起来。

(9)c14是谁发明的扩展阅读:
考古学旨在了解人类,它是一项超越发掘宝藏、收集信息和测定年龄的崇高的事业。正是了解了昔日文化不再存在的原因后,人类才明白了确保历史不会重演的关键所在。
多年来,如果不是凭借放射性碳定年、树轮年代学、古地磁断代、氟化物定年、光释光测年以及黑曜石水化分析等技术,考古学发现的历史文化信息将永远都不被人所知。
放射性碳定年技术的应用已有50年了,它彻底改变了考古学。碳14定年迄今仍是一项强大可靠的、广泛适用的技术,对于考古学家和其他科学家来说极其宝贵。
❿ 比较碳十二和碳十四
12C是质子数和中子都为6的碳原子,它是碳元素的一种同位素,在世界现存碳元素中丰度为98.89%,是最常见的碳同位素。
碳12原子被用来作为阿伏伽德罗常数的标准:12克碳12中所含原子的个数被定义为阿伏伽德罗常数6.022×10∟23。
碳12是国际单位制中定义摩尔的尺度,以12克碳12中含有的原子数为1摩尔。将各种原子(或分子、离子)的质量与碳12质量
的十二分之一的比值定义为该原子的相对原子质量,它的单位为1。
摩尔同时也是国际单位中的基本单位之一。
碳十四是碳的一种具放射性的同位素,于1940年首被发现。它是透过宇宙射线撞击空气中的氮原子所产生,其半衰期约为5,730年,衰变方式为β衰变,碳14原子转变为氮原子。 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成份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,人们可透过倾测一件古物的碳14含量,来估计它的大概年龄。这种方法称之为碳定年法。 不过,碳14测年法所测得的年代有颇大的误差。因此,假若所测的物件比较近代,相对误差也更大。另一方面,碳14测定法亦有可能受到火山爆发等自然因素影响。所以,若没有其他年代测定方法来检订,单单依赖碳14的测年数据是完全不可靠的。 中国碳十四测年技术的发展 1949年3月,当美国科学家利比研究碳十四测年技术成功并发表成果时,中国的大地上却正激战正酣,国共双方的这场内战吸引了几乎所有人的目光,对于这项考古学革命性的成果,没有人去注意它。 新中国成立后,中国各项事业都开始启动。1955年,当时的中国科学院考古研究所副所长夏鼐首次关注到这项技术,并把它向中国考古界作了介绍,马上引起考古界强烈反响。当时,中国大地上考古发掘已取得许多重大发现,尤其是许多史前遗迹重见天日,但对于它们的年代却又说法不一,如果我们能够掌握这门技术,无疑会给考古界一个登上新高峰的机会。 但是当时的中国政治风潮叠起,考古学家直到1959年才见到曙光。在夏鼐同志的领导下,中科院物理研究所的年轻物理学家仇士华、蔡莲珍夫妇被调到考古所,中国第一个碳十四实验室正式筹建。 仇士华,1932年生于江苏,他自小便酷爱物理学,终于在1952年考入浙江大学物理系,一年后国家进行高校院系调整,浙大物理系被并入复旦大学,仇士华也随系来到上海,成为复旦大学物理系的学生。1955年毕业,分配到中国科学院物理研究所工作。 当时的中国科学院物理研究所其实是隐蔽的核物理研究所,是不可对外宣传的机密单位。要进入这样的单位,除了专业知识必须过硬外,还必须通过进乎苛刻的政治审查。当仇先生与他后来的妻子蔡莲珍通过重重考验进入该所时,二人心中升起一种由衷的自豪。他们决心为祖国的核物理事业奉献出自己的青春才华。 谁知天有不测风云,1957年,全国性的“反右”运动开始了。心直口快的仇士华夫妇被打成“右派”,不得不离开心爱的工作岗位,下放到农村劳动改造。这时中科院考古所开始进行碳十四实验室的筹建,但考古所自己却没有核物理学方面的人材,不得不向物理所求援,时任牧师所放射化学研究室主任的杨承宗向夏鼐推荐了正在蒙难的仇士华夫妇,这时,由于国家正在进行卫星研究,大量的技术工作急需解决,经反复研究,有关方面终于批准将原物理所的“右派”们包括仇氏夫妇召回北京。两月后,即1959年1月,经考古所与物理所协商,中科院组织部批准,仇士华与夫人蔡莲珍戴着右派帽子来到考古所进行二次创业。 面对全新的环境,仇士华兴奋不已,但困难是他始料未及的。他们唯一的资料就是利比先生的《放射性碳素测定年代》原著,没有任何现成的仪器,没有任何经验。仇士华是个越困难越大越要奋斗的人,他想,技术是人创造的,自己的处境总比利比要强,通过研究资料,他从零开始,一步一个脚印,在有关领导的关怀下,经过四年的艰苦奋斗,终于完成了全部设备的配装工作,后又用了三年调试和改进,1965年中国自己的碳十四实验室终于初生了。 就在仇士华紧张地进行样品盲测以通过专家验收时,上海的姚文元发表了著名的《评新编历史剧〈海瑞罢官〉》,一年后,文化大革命爆发了。老右派仇士华被再次打倒,被发配到明港的一座军营。这里,仇士华遭遇到极为残酷的折磨。直到1971年,形势才有所好转。时任中科院院长的郭沫若以“出国参展文物没有具体年代”为由,请求调回碳十四实验室的人员,以便尽快测出年代。周恩来亲自做出批复,仇士华、蔡莲珍等人终于摆脱了厄运,回到自己的工作岗位。然而,实验室的仪器都被造反派破坏了,他们不等不靠,经过艰苦努力,终于修复设备,投入紧张的测年当中。十一届三中全会后,仇士华和蔡莲珍都被平反。再之后,实验室在仇士华的领导下,取得了许多令人振奋的硕果。 比如,北京周口店出土的“山顶洞人”过去一直认为距今十万左右,经碳十四测年,为一万九千年。再比如早期商城郑州商城和偃师商城,专家们对它们的年代谁先谁后,打了多年口水战,后经测年,发现这两个商城的年代相差在五十年内,基本上是同时代的产物。 仇士华他们用的还是常规法测年,以当时中国的技术和资金实力,要想短期内建立起AMS加速器质谱仪,还是件不可能的事。但幸运降临了。由于英国收缩财政支出,著名的牛津大学也被减少资金投入。大学的一个加速器被迫关闭。经过研究,校方准备将此设备无偿赠送给某个第三世界国家。这时,中国北大副校长陈佳洱来到英国,听到这个消息,马上与有关负责人联系,把这套设备争取过来。牛津大学提出要求,必须把这套设备充分利用,为科学作出贡献。 专家们经过认真研究,决定将这套设备加装成加速器质谱仪,并把重点放在考古、地质和生命科学领域。经过五年的努力,建成了中国第一座AMS实验室。 夏商周断代工程启动后,为了把实验数据做好,国家又投入巨资,购入最先进的设备,把它的技术水平提高到世界先进水平。 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的应用主要有两个方面:一是在考古学中测定生物死亡年代,即放射性测年法;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。 一、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。已故著名考古学家厦鼐先生对碳——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着,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。 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。 1.碳14是碳的一种具放射性的同位素,于1940年首被发现。它是透过宇宙射线撞击空气中的氮原子所产生,其半衰期约为5,730年,衰变方式为β衰变,碳14原子转变为氮原子。 2. 由于碳14半衰期达5,730年,且碳是有机物的元素之一,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。人们可透过倾测一件古物的碳14含量,来估计它的大概年龄,这种方法称之为碳定年法。 (一)断代原理 自然界存在三种碳的同位素,它们的重量比例是12:13:14,分别用碳-12(C12);碳-18(C18);碳-14(C14)表示,它们的含量比例是98.9:1.1:10-10 。前二者是稳定同位素,只有碳-14有放射性,亦称放射性。碳C14放射β粒子后蜕变为N14,半衰期为5730±40年,反应式为:C14→N14+β一。 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化学性能是相同的,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。 我国自主研究,在1981年制定出了适合中国的现代碳标准,即“中国糖碳标准”,经过国内和国外的测试,数据可靠,得到了国内外的一致好评。 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=τln No/NA A: 标本年代 τ: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。 但是,上面的结论要基于以下几点的假设: ① 假设大气中 C 的产生率不变。 ② 假定放射性衰变 规律不变,不受任何外界环境的影响,生物样品一旦死亡就停止与碳储存库进行自由交换.③ 地球上各 交换库中 C 的放射性比重不随时间、地点、物质种类而改变,这个假设经检验基本成立 。国际公认 C 测年中的 B P 起算点是 1950 年(因为之后人工核爆炸产生的大量 C 对大气影响很大,而且从18世纪工业革命之后,大气中的普通C大大增加,对C的比率影响很大)④样品根本没有受到污染,如果不小心混入了早期或晚期的碳,那测出的结果跟我们想要的肯定会有很大差距。 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。 (二)测量技术 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β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.