碳14测年法考古

考古年代测定的方法考古年代测定主要采用碳14放射测定。

放射性碳定年法，又称碳测年，是利用自然存在的碳-14同位素的放射性定年法，用以确定原先存活的动物和植物的年龄的一种方法，可测定早至五万年前有机物质的年代。

对于考古学来讲，这是一个准确的定年法技术。

理论基础碳以同位素混合物形式存在于大气和所有生命组织中（在组织存活时期混合物的比例为恒定）。

碳有两个同位素：碳-12（12C）和碳-13（13C）。

除此之外，还有一些微量的不稳定(放射性)同位素：碳-14（14C）。

14C的半衰期为5730年，因此它要用很长的时间才可完全消失，当（动物或植物）组织死亡后，由于碳-14会经历衰变，其比例就会降低，于是死亡样品的年龄可以通过测量样品的碳-14含量来确定。

碳-14是放射性的，它的形成是由于宇宙射线撞击在地球大气层中氮的随机反应。

当宇宙射线进入大气层，它们经过数重转化，包括中子的形成。

这些中子撞击碳-12原子会有以下的反应：10 n + 147N →146 C + 11 H因为氮在地球大气层中的含量达80%，这个反应是较为普遍的。

碳-14主要在30,000-50,000呎高空和较高的纬度形成，但碳-14却平均分布于大气层，并且会与氧进行反应而形成二氧化碳。

二氧化碳会穿透海洋溶于水中。

由于假设在一段长时间之中，宇宙射线通量（flux）是均等的，故可假设碳-14是均速形成的；因此，在地球大气层和海洋中放射性与非放射性的碳的比例是固定的：约为1 ppt（part per trillion，1兆分之1：每一摩尔6万亿原子）。

植物进行光合作用吸入大气层中的二氧化碳，然后又被动物进食，故此所有生物都固定地与大自然交流着14C，直至它们的死亡。

一旦它们死亡，这个交流就会停止，14C的含量就会透过放射衰变逐步减少。

这个衰变可以用来计量一个已死的生物的死亡时间。

原本的测量是借由数出个别碳原子的放射衰变量量（见液相闪烁计数），但这是一个不灵敏和受制于统计误差的测量：在开始的时候已并不多的14C，而由于此其半衰期很长，故很少原子会发生衰变，所以探测它们变得相当困难（例：刚死去时的衰变为4原子/秒•摩尔，10000 年后衰变为 1原子/秒•摩尔)。

放射性同位素C-14的应用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、14C测年法自然界中的14C是宇宙射线与大气中的氮通过核反应产生的。

碳-14不仅存在于大气中，随着生物体的吸收代谢，经过食物链进入活的动物或人体等一切生物体中。

由于碳-14一面在生成，一面又以一定的速率在衰变，致使碳-14在自然界中（包括一切生物体内）的含量与稳定同位素碳-12的含量的相对比值基本保持不变。

当生物体死亡后，新陈代谢停止，由于碳-14的不断衰变减少，因此体内碳-14和碳-12含量的相对比值相应不断减少。

通过对生物体出土化石中碳-14和碳-12含量的测定，就可以准确算出生物体死亡（即生存）的年代。

例如某一生物体出土化石，经测定含碳量为M克（或碳-12的质量），按自然界碳的各种同位素含量的相对比值可计算出，生物体活着时，体内碳-14的质量应为 m克。

但实际测得体内碳-14的质量内只有m克的八分之一，根据半衰期可知生物死亡已有了3个5730年了，即已死亡了一万七千二百九十年了。

美国放射化学家W．F．利比因发明了放射性测年代的方法，为考古学做出了杰出贡献而荣获1960年诺贝尔化学奖。

由于碳-14含量极低，而且半衰期很长，所以用碳-14只能准确测出5～6万年以内的出土文物，对于年代更久远的出土文物，如生活在五十万年以前的周口店北京猿人，利用碳-14测年法是无法测定出来的。

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。

考古里的碳十四测年法是怎么回事?古里的碳十四测年法是怎么回事？作者：黄金狮子碳十四测年法实际上是一个舶来品。

碳十四测年法之父是个美国人，名叫W. F. 利比（W. F. Libby）。

他是个著名的物理化学家、放射化学专家、热原子化学、示踪技术、同位素示踪技术专家。

利比在1947年的时候创立了用放射性碳十四（14C）测定年代的方法，这个方法在考古学上中得到了广泛的应用。

1952年利比的著作《放射性测年法》由芝加哥大学出版社出版，1955年再版。

这个方法的创立给利比带来了极大的荣誉；利比因1947年创立的放射性碳十四测年法而获得了1960年的诺贝尔化学奖。

1960年以后，利比长期担任了《美国科学院公报》和《科学》的编委。

W. F. 利比已于1980年去世。

碳十四测年法又称放射性碳素断代法 (Radiocarbon dating) ，还可以写成C-14测年法等。

我们都知道，碳是自然界中广泛存在的元素，占地壳重要组成的0.018%；天然碳有三种同位素，即碳十二(12C)、碳十三(13C)、碳十四(14C)，人工还可以合成碳的同位素。

这其中，只有碳十四(14C)才具有放射性。

碳十四(14C)在自然界含量极少，而且半衰期很长；它也是碳的最稳定、最重要的同位素。

碳十四(14C)的半衰期为5730年，不走运的是，随着岁月的推移，大气中碳十四的含量还可能会有轻微的改变（诸如太阳黑子爆炸、火山喷发等）；所以碳十四半衰期还要按照具体的年代进行修订（树轮曲线），这个5730年最后算来大概还有正负四十年的误差存在。

由于新陈代谢，地球上生物体吸收或放出CO2的过程不断进行，生物体内的碳十四（14C）含量也保持不变。

但当生物失去新陈代谢作用（死亡），14C循环进入生物体内的过程就停止了。

这时，留在体内的14C就只能按照其固有的半衰期5730年的衰变速率逐渐减少。

因此，埋藏地下深层的样品，只要测定其14C与12C的含量比例，按14C的放射性衰变公式进行计算，校订之后便可推出待测物品的存在年代。

碳十四测年法名词解释
碳十四测年法 (Carbon-14 dating) 是一种放射性测年法，用于测定古物的年龄，特别是生物体死亡后的遗骸年龄。

该方法是通过测量碳 -14 原子的数量来确定样品的年龄。

碳 -14 是一种由原子核中放射性衰变产生的元素，其原子核由一个质子和一个中子组成。

在地球的自然辐射中，碳 -14 的半衰期约为 5,730 年。

这意味着，在一个碳分子中，碳 -14 原子的数量是恒定的，并且当一个碳分子失去一个碳 -14 原子时，它的寿命就会缩短。

因此，可以通过测量样品中碳 -14 原子的数量来确定其年龄。

碳十四测年法通常使用放射性同位素测年法的原理。

具体来说，科学家会使用加速器质谱计 (Accelerator Mass Spectrometer,AMS) 来测量样品中碳 -14 原子的数量。

AMS 是一种高科技仪器，它可以精确地测量微量元素的数量。

通过使用 AMS，科学家可以准确地测量样品中的碳 -14 原子数量，并据此确定其年龄。

碳十四测年法被广泛应用于考古学、地质学、生物学等领域。

它可以帮助科学家们更好地了解古代生物的演化过程、地球历史的演变等方面的问题。

碳13和碳14检验方法结果表示
碳13和碳14是两种同位素，它们在科学研究和考古学领域中
被广泛用于年代测定和生物地球化学研究。

这两种同位素的检验方
法可以提供有关样本年龄和地质历史的重要信息。

首先，让我们来看碳14检验方法。

碳14是一种放射性同位素，其半衰期约为5730年。

碳14测年法是通过测定有机样本中碳14同
位素的衰变速率来确定其年龄。

当生物体死亡后，它们不再吸收新
的碳14，因此其体内的碳14同位素会随时间衰减。

通过测量样本
中碳14的残留量，可以计算出样本的年龄。

这种方法在考古学和地
质学中被广泛应用，可以用于测定古代遗址、化石和古生物的年龄，以及研究地球历史和气候变化。

接下来是碳13检验方法。

碳13是稳定同位素，它在大气中的
丰度相对稳定，因此可以用于研究生物体的碳同位素组成。

碳13测
定主要用于生物地球化学研究和食物链分析。

通过测量样本中碳13
的含量，可以推断生物体的饮食结构和生态系统中的能量流动路径。

例如，利用碳13测定可以确定古代生物的饮食结构，揭示古代生态
系统的结构和功能。

总的来说，碳14和碳13的检验方法在科学研究中发挥着重要
作用，可以提供关于样本年龄和生物地球化学特征的重要信息。

这
些方法的应用领域涵盖了考古学、地质学、生态学等多个学科领域，为我们深入了解地球历史和生物演化提供了重要的技术手段。

考古年代测定的方法
考古学是一门通过对古代人类文明遗迹进行发掘和研究，探索人类历史和文化发展的学科。

在考古学中，为了确定遗址和文物的年代，使用了多种方法来进行年代测定。

以下是一些常见的考古年代测定方法：
1. 放射性碳（碳-14）测年法：这是最常用的年代测定方法之一。

通过测定有机样本中残存的碳-14含量来确定样本的年龄。

由于碳-14的半衰期约为5730年，因此这种方法适用于距今约5万年以内的物品。

2. 热发光测年法（TL/OSL）：通过研究某些矿物质在过去暴露于光线后，积累了能量并在加热后释放的现象，来测定样本的年龄。

这种方法适用于年龄在几百年至几十万年之间的物品。

3. 磁化测年法：通过分析矿物质在古地磁场下的磁化方向，来确定样本的年龄。

这种方法在确定遗址的年代和地层序列方面非常有用。

4. 树轮年代学：根据树木生长环的数量和宽度来测定树木的年龄。

树轮年代学适用于年龄在几百年至几千年之间的木质样本。

5. 硝酸铀测年法：通过测定样本中的铀含量和其衰变产物（ 如铅）含量来测定样本的年龄。

这种方法适用于年龄在几十万年至几十亿年之间的物质。

6. 热释光测年法（TL/OSL）：类似于热发光测年法，但适用于年龄更久远的样本，可以测定几十万年至几百万年的年代。

这些年代测定方法通常需要专业的实验室设备和技术支持，并结合考古学家对遗址和文物的综合研究，才能获得更准确的年代信息。

通过这些方法，考古学家可以对发掘出的文物和遗址进行精确的年代确定，有助于还原人类历史和文化的发展过程。

小议碳十四在考古学上的应用走进中国航海博物馆吸引我的是航海历史馆展厅的一条古独木舟。

解说员介绍说，这件珍贵的古文物应用碳十四检测法，确定是7000年前的古物。

那么碳十四检测古文物的原理是什么呢?一、碳原子与碳同位素我们知道自然界中广泛存在着碳元素，如地壳中的石灰岩，空气中的二氧化碳，以及植物、飞禽、游鱼、走兽等的各种生物，自然的和人造的各类有机物…，它们无不含有碳元素。

而碳原子有12C、13C、14C三种状态，我们称为碳元素的同位素。

同位素是指在元素周期表上占有同一位置,即同属于某一化学元素，其原子具有相同数目的电子，原子核也具有相同数目的质子，但却有不同数目的中子，互称为元素的同位素。

同一元素的同位素虽然质量数不同，但他们的化学性质基本相同(如：化学反应和离子的形成)，物理性质有差异，主要表现在质量上(如：熔点和沸点)。

自然界中许多元素都有同位素，有稳定同位素和放射性同位素两类。

C原子的三种同位素中14c是放射性元素，现被广泛应用于考古学上。

二、碳十四测年法1、放射性同位素的半衰期放射性同位素的特点是：不稳定性，它会"变"。

它的原子核很不稳定，会不间断地、自发地放射出射线，直至变成另一种稳定同位素，这就是所谓"核衰变"。

放射性同位素在进行核衰变的时候，可放射出α、β、γ等射线，其核衰变的速度不受温度、压力、电磁场等外界条件的影响，也不受元素所处状态的影响，只和时间有关。

放射性同位素衰变的快慢速度，用"半衰期"来表示。

半衰期即一定数量放射性同位素原子数目减少到其初始值一半时所需要的时间。

如P原子的半衰期是14.3天，就是说，假使原来有P原子100万个，经过14.3天后，只剩下50万个了。

半衰期是放射性同位素的一特征常数，不同的放射性同位素有不同的半衰期。

2、碳十四测年法的提出研究发现，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碳原子形成放射性碳原子(碳14)。

文物鉴定中的放射性同位素测年方法概述：文物鉴定是一项重要的文化遗产保护工作，而放射性同位素测年方法在文物鉴定领域有着十分重要的地位。

本文将介绍放射性同位素测年方法在文物鉴定中的应用与原理，并探讨其在鉴定中的局限性和前景。

通过对放射性同位素测年方法的深入了解，我们可以更好地保护和研究珍贵的文化遗产。

一、放射性同位素测年方法的原理放射性同位素测年方法是基于放射性同位素的衰变过程来推断物质年代的一种方法，主要分为碳-14测年和铀系列测年两种。

1. 碳-14测年碳-14测年是通过测量文物中的碳-14同位素含量与稳定碳同位素的比值来确定年代。

该方法主要适用于有机物质的测年，如木材、纸张等。

原理是利用地球上不断变化的大气中碳-14同位素的比例，并结合其半衰期来计算样本的年龄。

2. 铀系列测年铀系列测年是通过测量文物中铀系列同位素的衰变情况来推算年代。

常用的铀系列元素有铀、钍和铅等，因其衰变速率稳定且适用范围广，所以在文物鉴定中得到广泛应用。

通过测量样本中铀系列元素与其衰变产物之间的比值，可以计算出样本的相对年龄。

二、放射性同位素测年方法在文物鉴定中的应用放射性同位素测年方法在文物鉴定中有着广泛的应用领域，包括但不限于以下几个方面：1. 确定文物的年代通过测定文物中含有的放射性同位素的比例，可以推算出文物的年代。

这对于无法准确判断年代的文物非常有帮助，有助于研究者更好地理解文物的历史背景和文化价值。

2. 推断文物的制作时间和历史变迁放射性同位素测年方法可以帮助研究者确定文物的制作时间和历史变迁，从而揭示文物所蕴含的历史信息。

比如，通过测定陶器中的碳-14含量，可以确定陶器的年代，了解不同年代陶器的制作工艺和风格差异。

3. 辅助文物的鉴定和鉴别在文物鉴定的过程中，有时难以准确判断文物的真伪和年代。

而放射性同位素测年方法可以提供一种客观、科学的手段，帮助鉴定者更准确地判定文物的真实性和年代。

4. 建立文物数据库和年代序列通过对大量文物进行放射性同位素测年，可以建立文物数据库和年代序列，为文物鉴定和历史研究提供良好的参考依据。

瓷器年代鉴定的科学方法
瓷器年代鉴定是考古学和历史学中的重要问题之一。

确定瓷器的年代可以帮助人们了解历史、文化和社会发展的变迁。

科学方法可以帮助人们更准确地鉴定瓷器的年代。

本文将介绍一些常用的瓷器年代鉴定方法,并拓展相关知识。

1. 碳十四法
碳十四法是目前最常用的瓷器年代鉴定方法之一。

它利用碳十四元素在化石燃料中的沉着来鉴定瓷器的年龄。

在鉴定过程中,通过采集瓷器周围的土壤或化石燃料,并将采集到的土或燃料与纯碳十四试剂进行反应,即可得出瓷器的年龄信息。

2. 地质时代法
地质时代法是利用地质学的知识,通过研究瓷器所在地区的地质变迁,来确定瓷器的年代。

这种方法需要对当地的地质环境、火山活动、河流流动等进行深入研究。

3. 陶瓷工艺法
陶瓷工艺法是利用对陶瓷制造工艺的了解,来确定瓷器的年代。

通过对陶瓷制造工艺的研究,可以了解各个时期陶瓷的制作特点、技术发展状况等。

4. 器型法
器型法是利用瓷器的器型来判断年代。

器型的变化可以反映不同时期的工艺和审美观念。

通过对不同时代的瓷器器型进行
比较和分析,可以了解瓷器的年代信息。

5. 釉料法
釉料法是利用瓷器的釉料来判断年代。

釉料的种类、成分和变化可以反映不同时期的生产工艺和审美观念。

通过对不同时代的釉料进行比较和分析,可以了解瓷器的年代信息。

以上是几种常用的瓷器年代鉴定方法。

在实际鉴定过程中,需要结合多方面的信息和资料,综合判断瓷器的年代。

同时,科学方法也需要不断研究和发展,以更好地鉴定瓷器的年代。