基本介紹
- 中文名：放射性碳素斷代
- 作用：測定年代的方法
- 套用時間：1949年
- 奠基人：W.F.利比
- 原理：利用死亡生物體中碳－14不斷衰變
原理,作用,
原理
放射性碳素（碳－14，□）斷代法所根據的原理是：宇宙射線同地球大氣發生作用產生中子，中子同大氣中氮（氮－14）發生核反應，產生放射性同位素碳－14。碳－14與氧結合形成□□混入大氣二氧化碳中，通過光合作用被植物吸收成為養料。動物都直接或間接地依賴植物生存，因此所有生物體內都含有碳－14。而碳－14又不斷地衰變為非放射性的氮－14，其半衰期為5730±40年。生物在死亡之前身體中碳－14的濃度與大氣中的碳－14濃度保持著平衡。但這些含碳物質一旦停止與大氣交換,例如生物死亡，碳-14就只能按衰變規律減少。因此只要測出標本中碳-14減少的程度,就可以推算出它死亡的年代。一切死亡的生物殘體中的有機物以及未經風化的貝殼都可用來測定年代。
作用
誤差的校正
這個方法的一個基本假定是大氣中碳-14濃度自古以來保持不變。現在根據樹木年代學和碳－14年代對比的結果,確知大氣中的碳-14濃度實際上是有起伏的。因而碳－14年代與真實年代存在差距。年代越早偏差越大。因此碳－14年代必須經與樹輪年代（見樹木年輪斷代）對比校正，才接近於真實年代。
公布碳－14年代數據時，距代國際上統一以公元1950年為起點。計算碳－14年代有兩種半衰期值，原來使用的半衰期是5568±30年，後來修正為5730±40年。為了避免混亂，碳－14國際會議建議仍用5568±30年的半衰期值。然而不管用哪個半衰期值，經樹輪年代校正後結果是相同的。所有碳－14年代數據都標有標準偏差，意即真實年代實際上只有68%的機率在此數據範圍內。由於各種因素都可能引起偶然誤差，因此單獨一個數據把握性不大，一系列的數據則比較可信。
套用和發展
各國實驗室已提供了數以萬計的碳－14年代數據，為世界各國、各地區的史前研究奠定了絕對時標基礎，對史前考古學起了推動革新的作用。中國1965年開始套用碳－14方法測定考古年代，提供了近千個數據，從而建立了舊石器時代晚期以來的史前年代序列。碳-14方法也可用於地學年代的測定,為研究晚更新世以來的地層對比，時代劃分，海面升降，海岸線變遷，地貌發育，新構造運動等提供了時間尺度，加上配合孢子花粉分析等，可以研究古代的植被、氣候、地理等環境面貌，為恢複數萬年以來自然和人類發展的歷史提供可靠的依據。
這個方法的具體技術不斷得到改進，精度不斷提高。最初，W.F.利比將標本製備成固體碳，使用柵壁式計數管測定碳-14的衰變率，可測的年代上限為2.5萬年。後來發展為氣體正比計數管方法和液體閃爍計數器方法測定衰變率，可測的年代上限為5萬年。在對標本的碳-14進行人工濃縮以後再進行測定，可測的年代上限能伸延到7萬年。近年來試驗超高靈敏質譜計技術,對標本進行改變常規的碳-14原子計數的衰變計數法,靈敏度大為提高，且僅需樣品碳量數十毫克，理論上有希望將測定的年代上限擴展到10萬年。
