
放射性碳(英文:radiocarbon)是碳的放射性同位素,特指碳-14(¹⁴C),其原子核包含6个质子和8个中子。它在自然界中由宇宙射线与大气氮原子相互作用产生,并通过β衰变释放电子(半衰期约5730年),最终衰变为稳定的氮-14。放射性碳定年法利用生物体内¹⁴C衰变规律测定考古样本年代,由Willard Libby于1949年提出并因此获诺贝尔化学奖。
科学内涵与特性:
$$ce{^{14}_7N + n -> ^{14}_6C + p}$$
生成的¹⁴C迅速氧化为¹⁴CO₂,经光合作用进入生物圈。
$$ce{^{14}_6C -> ^{14}_7N + e^- + bar{ u}_e}$$
权威参考来源:
放射性碳(Radiocarbon)指碳的放射性同位素碳-14(¹⁴C),是一种通过衰变特性测定含碳物质年龄的重要工具。以下从五个方面详细解释:
定义与同位素特性 放射性碳是碳元素中质量数为14的同位素,半衰期约5730年。其原子核含6个质子和8个中子,通过宇宙射线与大气氮原子作用自然生成,分布于生物圈、水圈和大气圈。
测年原理 活体生物通过新陈代谢与外界保持碳交换,¹⁴C浓度维持平衡;死亡后交换停止,¹⁴C按指数规律衰减。通过测量残留¹⁴C含量,可推算样品距今时间,有效测年范围约5万年。
主要应用领域
检测技术方法 主流方法包括气体正比计数法(测量β射线)、液体闪烁计数法(检测光子脉冲)以及高精度加速器质谱法(直接计数¹⁴C原子)。
历史意义与局限 该技术由利比(W.F. Libby)在1949年发明,彻底改变了年代学研究范式,成为20世纪最重大科学突破之一。但仅适用于曾参与碳交换的有机体及部分无机物(如碳酸盐),金属等材料无法使用该方法测年。
如需查看具体测年案例或技术参数,可参考知网空间文献数据库。
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