木炭或木头的加速器质谱碳定年

木炭和木头是两种最广泛用于加速器质谱（AMS）放射性碳定年的材料。加速器质谱实验室偏爱对木炭和木头进行碳定年，因为这些材料不需要复杂的预处理。

放射性碳定年的先驱Willard Libby认为木炭是进行碳定年最可靠的材料。

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Beta实验室提供木头和木炭的液体闪烁计数器和加速器质谱仪放射性碳定年。
木炭所需的样品量：10-50克（加速器质谱仪），20克（液体闪烁计数器）。
木头所需的样品量：20-50克（加速器质谱仪），50克（液体闪烁计数器）
推荐容器：自封袋

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时间跨度和旧木头问题

carbon dating, old wood problem
生物体的时间跨度是指其总生长时间以及与生物圈相互作用的时间。时间跨度会影响样品的放射性碳年龄转换为历年的方式。木头的时间跨度取决于进行放射性碳定年的树木年轮的数目。但是，木炭碎片的时间跨度可能不可以量化。

放射性碳定年的主要假设之一是，该生物体的死亡时间也是其停止与生物圈进行碳交换的时间。如果不是像木头的这种情况，则生物体的放射性碳年龄不从其死亡开始计算。

当对一块木头或木炭进行放射性碳定年时，测定的项目是树木年轮的生长时间。树木随着树轮的添加而生长，一旦被砍伐，这些树轮即停止与生物圈的碳交换。因此，一棵树的心材和边材的放射性碳年龄不会与最里面的心材的放射性碳年龄相同，因为最里面的心材比边材年龄要大得多。

进行碳定年的任何木炭或木头样品会有一个表面年龄，这个年龄可能会导致多达数百年的错误，除非挑选的是短寿命的树种或树枝进行放射性碳定年。

样品的放射性碳年龄可以告诉我们生物体曾经存活的时间，而不是该生物体材料被使用的时间。在对史前古器物进行测量时，必须考虑“旧木”的问题，避免得出错误的结论。

推迟使用和重复使用也是导致“旧木”问题产生的另外两种可能。实际用于测量的木头或者木炭可能之前已经经历了很久的时间才用于燃烧或者使用。此外，质地坚硬的木材可能已保存多年并被重复使用。

这些沉积过程的影响可能不可以计量，但不应该忽视它们，因为碳14测年结果可能会比相应考古内容的真实年代更久远。

木头或木炭样品被掩埋时周围的含碳材料，以及在其收集和保存过程中使用的含碳材料，可能已经改变了其碳14含量。任何给样品增加碳含量的材料都被认为是污染物。

木头和木炭的自然污染物是指在沉积后的环境中产生的污染物，例如土壤里的腐殖酸和富里酸。它们是由植物和动物组织的微生物降解产生的酸性物质。根的侵入也给木头和木炭样品带来了近现代碳。此外，石灰石也是一种潜在的污染物，这要依发掘现场而定。

木头和木炭样品的人为污染物是人类采集和处理样品时因疏忽或意识淡薄而产生的污染物。人为污染物包括烟灰、头发和纤维、包装材料纸、油、油脂，甚至胶水。

radiocarbon dating contaminated wood
污染对进行加速器质谱放射性碳定年的木头或木炭样品的影响取决于污染物的类型、污染程度，以及样品和污染物的相对年龄。

如果在进行加速器质谱放射性碳定年之前尚未去除石灰岩，则得到的结果会比木头或木炭的实际年龄老得多，这是因为地质成因的石灰岩比任何史前样品的年龄都要大得多。

腐植酸和黄腐酸可附加在木头和木炭的表面，并在称为吸附的过程中进行碳交换。它会让样品的放射性碳年龄变小或变老，而这取决于产生有机酸的生物体的年龄。木炭或木头样品上的根渗透也会导致近现代碳的产生。

一般情况下，远古污染物导致木炭或木头样品比其实际年龄老得多，而近现代碳则让任何样品都比其实际年龄小得多。

为了得到准确的结果，加速器质谱实验室在提交所有木头和木炭样品进行放射性碳定年之前都会对它们先执行预处理。

不使用化学品去除污染物的方法属于物理预处理。加速器质谱实验室对木头或木炭进行的物理预处理包括使用镊子去除植物根，用手术刀刮去表面进行清洁，以及粉碎样品。

加速器质谱实验室用锤子或凿子使木头碎成裂片，也可在工厂将木头粉碎成木屑。加速器质谱实验室化验员在皮氏培养皿中或用臼和杵粉碎木炭样品。粉碎是为了增加样品在随后的预处理时的表面面积。

radiocarbon wood and charcoal pretreatment
在进行加速器质谱碳14测年之前需先执行化学预处理，以确保分析前已经去除所有可能存在的污染物。

不同的加速器质谱实验室可能对木炭或木头的化学预处理的程序略有不同，但通常的情况是，它们使用相同的化学品。化学品浓度、温度、照射时间和重复的次数在很大程度上取决于所提交样品的状况和性质。

加速器质谱实验室化验员先用热盐酸（HCL）去除碳酸盐，然后用氢氧化钠（NaOH）等碱去除剩下的有机酸，以清洗木头和木炭样品。最后一步是酸漂洗以中和碱，而后进行样品的干燥处理。

当碳来源溶于碱时，木头或木炭样品只进行酸洗。但是，碳定年结果反映的还是总的有机质的含量。

对于太古老或污染太严重的木头样品，加速器质谱实验室化验员在酸-碱-酸处理后，还会进行纤维素提取步骤。化验员通过将样品浸泡在pH值和温度受控的亚氯酸钠（NaClO2）溶液中来提取纤维素。