通过ASTM D6866测量燃料的生物含量

ASTM D6866是美国材料试验协会制定的标准测试方法，该方法使用放射性碳含量分析来确定固态、液态和气态样品的生物基含量。因为它可以用来分析任何类型的样品，因此被认为是一个对不同类型的生物燃料进行分析的非常好的方法。

放射性碳测年方法可能已经开始用作考古学和其他化石研究的工具，但它现在已经有其他应用，特别是应用于生物基材料的生物组分的量化。

为了说明ASTM D6866如何应用于生物燃料测试，让我们用生物柴油作为例子（参见以下解释）。

ASTM D 6866结果与解释

使用ASTM-D6866来检测二氧化碳排放中“生物基含量”与碳定年的原理类似，但是不使用其计算年 龄。这种检测方法是通过检测未知样品中放射性碳(C14)的相对数量与现代大气中放射性碳含量的 标准进行比较完成的。报告结果为单位为"pMC"的百分含量。如果被检测材料是混合着现时代材料 和化石材料（不含有放射性碳），那么pMC值便直接是生物基材料的百份含量。

现代的参照标准是美国标准技术研究所规定的一项1950年100％同期碳中放射性碳的含量标准。之 所以选择1950年的同期碳，是因为其代表热核武器测试之前的时间段，在热核武器测试的每次爆炸 中会把大量的放射性碳释放到大气中(称为“碳爆炸”)。使用这一时间作为参照标准已经合理的 运用在考古和地址学上。对于考古和地质学的碳定年，1950年等同于“0岁”，报告为100pMC。 在1963年的测试显示，由于“碳爆炸”作用大气中的放射性碳含量达到峰值，达到正常水平的近2 倍。它的产生使得在1950年之后的生物放射性碳含量都超过100pMC。直至今日，此结果衰减到大致 为107.5pMC。这意味着一个当代的生物材料，如玉米等的放射性碳结果为107.5pMC。 混入化石碳的当代碳样品将减低样品测量的pMC值。将有107.5pMC的当代生物材料和0pMC的化石 （石油煤炭等及其衍生物）材料混合，测量得出的pMC值将直接反应两种材料的比例。一个100%起 源于当代大豆的产品测量结果接近107.5pMC。如果材料混入了50%的化石材料，那么测量所得应该 接近与54pMC。
一个100%生物基含量的结果来自于107.5pMC，而0%的结果则等同于0pMC。在这个概念下，一个 99pMC的测量结果将被校正到93%的生物基含量。这个值便是前页所提到的“生物基含量结果” （Mean Biobased Result*），并且假定被分析样品中所有材料不是来自于当代生物便是来自于化石 材料。

此份报告的结果中不含有任何材料来源。这个情形很大可能存在于现实条件下。此份报告中引用的 相关值有6%绝对的范围（正负3%）来说明放射性碳可能存在的偏差（这是最保守的估计值）。同时， 我们假定所有材料均来自与当代生物或者化石材料，无任何“ 旧”的材料在生产过程中。最为保守 的解释为这个值是此样品中含有生物基的最大值。

放射性碳测年

放射性碳测年首先开发于1947年，大气上层的宇宙射线连续轰击氮气产生放射性同位素碳14或放射性碳。该同位素与氧气结合形成二氧化碳，二氧化碳随后过滤到生物圈被植物吸收，然后植物又被动物吃掉。

碳14通过放射性衰变不断丢失，但是通过宇宙射线的连续生产获得平衡。一切生物，即植物和动物，都具有相同的碳14浓度。但是，植物或动物死亡后，其碳14不再从大气中获得更换。遗体或化石中的该同位素含量逐渐减少，最后基本上什么都不剩了，这个过程大约需要5万年。

放射性碳测年程序可以精确地测量各种材料的碳14含量。从碳测年结果可以计算出植物或动物死亡的时间。探测年系统是考古学、地质学和其他地球科学不可缺少的工具。

放射性碳测年是核化学与物理学的一个分支。由于碳14含量很小，因此其测量技术必需是最敏感的。目前使用辐射测年和加速器质谱测量两种程序。

液体闪烁计数器（辐射）测年和加速器质谱测量

液体闪烁计数器（辐射）测年原理是测量碳14的解体产生的辐射，而加速器质谱法直接测量样品中的碳14浓度。这两项技术都需要许多辅组仪器，以及测量前复杂的化学样品制备。

对于辐射和加速器质谱这两种技术来说，样品预处理很重要。这些技术的程序有很大的不同，取决于被测量的材料的类型。步骤包括各种消除多余材料的物理和化学操作。这两项技术的预处理步骤是不同的，但都涉及高真空操作。

在辐射测量中，样品在一个专门的真空系统中燃烧，产生二氧化碳。接着二氧化碳和熔融锂结合产生碳化锂。冷却后，碳化锂与水反应产生乙炔。乙炔净化后，最后使用硅铝催化剂转化为苯。所有这些程序都在玻璃真空系统中进行。苯，即92％的碳，与闪烁体化学品混合，并被置放在液体闪烁计数器上，供放射性检测。一般来说，样本将在计数器上保留两天，以积累足够的计数，从而给出合理的统计数字。随后当代标准材料和背景材料也将在同一计数器上进行测量。

在加速器质谱法中，样品先燃烧为二氧化碳，然后被提取。二氧化碳在一个专门的玻璃真空管中与氢反应形成石墨。石墨是100％的碳，被放置在铝靶托内，然后放置在粒子加速器上供测量。分析大约需要30分钟。和辐射技术一样，现代样品和背景样品随后将以同样的方式进行测量。

此外，还需对所有样本进行稳定同位素碳13的分析。这对被测量的碳14值的校正很重要。碳13的测量是放射性碳测年的一个不可分割的组成部分，虽然它不适合准确测定混合物中的可再生和化石含量。