文档介绍：大自然的时钟——碳14测定技术
20世纪80年代末,全世界的基督徒都在奔走相告,原来,教会用高科技澄清了一个历史大悬案,这就是关于耶稣裹尸布的真伪鉴定,鉴定证明了那块使人崇敬了多年的裹尸布是假的,它的原料纤维是13世纪才种出来的,而此时耶稣已被钉在十字架上1200多年了。
这个轰动世界的年代鉴定是由碳14做出的。
宇宙空间的"炼金术"
碳14是碳的一种放射性同位素。碳的各种同位素存在于生物体(农作物、树木、动物以及人)中,构成这些生物体的有机分子便含有碳的同位素。
碳12和碳13没有放射性,从地球形成时它们就已存在。而碳14则不然,尽管自然界中不断地产生着碳14,但它不是由其他放射性同位素衰变生成的,而是由宇宙射线穿过高层大气层时产生的。
碳14在大气层中和氧气化合形成二氧化碳。由于宇宙射线的强度稳定不变,大气中二氧化碳的浓度也不会改变。在地球上活着的生物体内,由于新陈代谢的作用,吸收和放出的二氧化碳的过程保持不变。所有的生物都吸收微量的碳14,碳14与稳定的碳共存于细胞中。生物死亡以后,失去新陈代谢作用,不再摄入新的碳14,生物体内的碳14不断发生放射性衰变,并按固定的半衰期的衰变速度减少。
碳14的半衰期比5000年长。碳14变为氮14的半衰期大5730年。人们从来没有想到一个轻元素的放射性同位素会有这么长的半衰期。相比之下,。
无处不在的时钟
碳14的衰变极有规律,其精确性可以称为自然界的"标准时钟"。死亡的生物实际上就是无处不在的"时钟",虽然很多文物本身不是生物体,如陶瓷、青铜器等,但总能在其上找到一些生物体的残留,像烟灰、油脂等,只要找到这些生物构成的碳14,就能探测出它们所附着的物体的年代。
不过,若无现代的高科技手段,人们是无法从文物样品中探知碳14的年代信息的,因为碳14在自然界的含量实在少得惊人,它和碳总量的正常比例只有一万亿分之一。但利用加速器质谱仪,根据不同粒子的拐弯半径不同可以容易地捕捉到碳14,通过测定埋藏地下或保存放置的生物体中的碳14和碳12的比例,按碳14已知的固定衰变速率进行计算,即可测出该生物体或文物的年代。因为加速器质谱仪能够数碳14的原子,就大大拓宽了碳14的测年范围,适用于了解从几百年到几万年历史时间内的具体年代。
鉴古知今的工具
在经济建设中,碳14测定年代有许多应用价值。建设电站、水坝