• 放射性碳或碳14存在于所有活的和近期死亡的物质里
  • 任何超过50000年的物质不再有碳14
  • ASTM D6866是放射性碳测年的一个应用

这是对放射性碳测年的一个简单介绍。下面是一些理论的吸纳关系介绍。

什么是放射性碳?

碳是生活的基础,是存在于所有活的生物中。

放射性碳或碳14(也写成14 c),是一个不稳定的和弱放射性碳同位素。碳14微量存在于里所有活的物质中。因为它具有弱放射性,经过衰变之后逐减减少直到含量几乎接近于零。放射性碳定年测定法使用碳14来测定最后一次还活着的某物(或某人)。

碳14起源于地球的上层大气,当来自太阳辐射中子于空中的氮14碰撞时即产生碳14,在这个碰撞的过程中有一小部分氮转变为碳14。这个碳14立即开始放射性衰变但空气中又会不断的产生碳14。这使得大气中的碳14含量是相对持续稳定的。

放射性碳立即与空气中的氧气反应生成二氧化碳(CO2)。这个二氧化碳在大气中迅速混合,地面上在光合作用中二氧化碳被植物吸收。这个过程不断进行,因此在任何时候,活的植物中的碳14总量与周围空气中的碳14的含量是相同的。

活的植物是整个食物链的底层基本。动物吃植物和/或其他动物,人类吃植物和动物。因此所有植物、动物和人类在同一时间,体内含有相同数量的碳14。据说他们的身体在空气中与碳14“平衡”。尽管放射性碳14在身体不断衰变,也不断被新的光合作用或摄入食物替代,因此留下的数量相对稳定。

当植物停止吸收二氧化碳或当一个动物或人类停止进食,碳14的摄入也停下来,平衡就被破坏了。从那时起,体内唯一工作过程是放射性碳衰变过程。最终,所有的碳14仍将会消失。这一原则同样适用于一个人死亡,玉米秸秆被砍下或大豆植物被拉出地面。当他们停止呼吸和新陈代谢,他们就停止与周围空气进行碳14的循坏,碳14的含量就会逐渐减少。

放射性碳测年法

放射性碳测年法实验室能够测量化石里存在的碳14。通过碳14已知“半衰期”来确定化石最后一次的碳摄入(即吃或光合作用)。碳14的半衰期是经放射性衰变,含量衰变为原始含量一半所需要时间。这个半衰期约为5700年,意味着每5700年化石中的碳14数量只有5700年前的一半。这也意味着,如果一个死去的植物有相比一个活性植物50%的碳14,死去的植物约5700年前还活着。

50000年后,化石不会有任何放射性碳存在。碳14将在放射性衰变时都消失了。当一个放射性碳年代测定法实验室没有看到化石中任何的碳14,即可知道化石有50000多年的历史。石油化石材料和恐龙骨骼,都不再含有碳14。

放射性碳测年法和ASTM D6866

放射性碳测年法适用于在工业产品中生物基含量测量,因为产品中包含了一些近代的生物质材料和石化衍生材料的组合。为此开发的标准称为ASTM D6866。

近代的生物质材料(生物基成分)含有碳14,石化衍生材料(来自石油)没有。因此所有的碳14产品来自生物基成分。对于一个包含生物质成分和石化衍生成分的产品,ASTM D6866分析将用碳14含量来计算产品中有多少是来自植物成分,有多少来自石油衍生成分。

例子: 通过ASTM D6866,100%来源石油衍生成分的聚乙烯制作的产品只有0% 的生物基含量,而一个由100%来源于植物的聚乙烯制作的产品将有一个100%的生物基含量结果。

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