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利用碳14放射性原理测定文物年代的方法，被称为碳14断代法。

 

自然界存在三种碳的同位素，它们的重量比例是12:13∶14，分别用碳-12(C12）；碳-13(C13）；碳-14(C14)表示。前二者是稳定同位素，只有碳-14有放射性，也叫做放射性C14.C14放射β粒子后蜕变为N14，半衰期为5730±40年。在大气高空层中，宇宙射线中子和大气氮核作用生成C14.发现这一自然现象并用实验加以证实的是C14法创始人利比（W.F.Libby）。他从宇宙射线和人工核反应的研究中得到启发，认为自然界存在生成C14的条件，有可能检测出来。经过仔细考查计算，并在实验中解决了低能量低本底测量上的技术问题，测出了自然C14.由此建立了C14测定年代的方法。

 

新生C14原子在大气环境中不能游离存在很久，一般都与氧结合生成C14O2分子，C14O2和原来存在于大气中的CO2化学性能是相同的，因此必然与原有CO2混合参加自然界碳的交换循环运动。植物通过光合作用将CO2结合成植物组织，动物依靠植物为生，这就使生物界都混入了C14.动物通过排泄、死亡，植物通过腐烂、沉积，进入表层土壤而使C14进入土壤，大气与广大海面接触，CO2又与海水中溶解的碳酸盐和CO2进行交换，因此海水、海生物及海底沉积物中都含有C14.所以，凡是和大气中的CO2进行过直接或间接交换的含碳物质都包含C14.利用这种到处都存在C14的自然现象就可以用来断代。例如，陆地生物、海洋生物在生命过程中由于同大气经常交换，衰变掉的C14经常能得到补充，但一旦停止了交换（如死亡、沉积），其C14就再得不到补充，C14水平因衰变而降低，每5730年降为原有水平的一半值。因此测量标本现存的C14放射性水平和它原始放射性水平相比较，就可以算出死亡或停止交换的年代。由于这一方法所依据的是原子核的变化，这种变化不受周围环境的物理、化学条件的影响，而C14半衰期（5730年）正适用于对几千年到几万年的标本进行断代。另外，一些含碳的物质，如木、草、骨、贝壳等动植物遗骸在古代遗址中普遍存在。

 

C14测定年代方法在技术上不同于一般放射性同位素测量，它的特点是放射性强度弱，能量低，每克碳的放射性强度仅几微微居里，即每分钟有十多个原子衰变，标本的年代越久远，放射性还会迅速降低，如2万年以上的标本，其计数率就会降到每分钟一次以下。

 

因此，C14法自1950年建立起，就成为有力的断代手段而广泛应用于史前考古学和第四纪晚地质学。通过C14断定的文物的年代是绝对年代，也就是具体的距今多少年。但由于文物本身和C14测量技术的原因，其断定的年代还是有很大的误差。