① 什么是碳14测年法
放射性同位素C-14的应用 自然界中碳元素有三种同位素,即稳定同位素12C、13C和放射性同位素14C,14C的半衰期为5730年,14C的应用主要有两个方面:一是在考古学中测定生物死亡年代,即放射性测年法;二是以14C标记化合物为示踪剂,探索化学和生命科学中的微观运动。 一、14C测年法 自然界中的14C是宇宙射线与大气中的氮通过核反应产生的。碳-14不仅存在于大气中,随着生物体的吸收代谢,经过食物链进入活的动物或人体等一切生物体中。由于碳-14一面在生成,一面又以一定的速率在衰变,致使碳-14在自然界中(包括一切生物体内)的含量与稳定同位素碳-12的含量的相对比值基本保持不变。 当生物体死亡后,新陈代谢停止,由于碳-14的不断衰变减少,因此体内碳-14和碳-12含量的相对比值相应不断减少。通过对生物体出土化石中碳-14和碳-12含量的测定,就可以准确算出生物体死亡(即生存)的年代。例如某一生物体出土化石,经测定含碳量为M克(或碳-12的质量),按自然界碳的各种同位素含量的相对比值可计算出,生物体活着时,体内碳-14的质量应为 m克。但实际测得体内碳-14的质量内只有m克的八分之一,根据半衰期可知生物死亡已有了3个5730年了,即已死亡了一万七千二百九十年了。美国放射化学家W.F.利比因发明了放射性测年代的方法,为考古学做出了杰出贡献而荣获1960年诺贝尔化学奖。 由于碳-14含量极低,而且半衰期很长,所以用碳-14只能准确测出5~6万年以内的出土文物,对于年代更久远的出土文物,如生活在五十万年以前的周口店北京猿人,利用碳-14测年法是无法测定出来的。 二、碳-14标记化合物的应用 碳-14标记化合物是指用放射性14C取代化合物中它的稳定同位素碳-12,并以碳-14作为标记的放射性标记化合物。它与未标记的相应化合物具有相同的化学与生物学性质,不同的只是它们带有放射性,可以利用放射性探测技术来追踪。 自 20世纪 40年代,就开始了碳-14标记化合物的研制、生产和应用。由于碳是构成有机物三大重要元素之一,碳-14半衰期长,β期线能量较低,空气中最大射程 22cm,属于低毒核素,所以碳-14标记化合物产品应用范围广。至80年代,国际上以商品形式出售的碳-14标记化合物,包括了氨基酸、多肽、蛋白质、糖类、核酸类、类脂类、类固醇类及医学研究用的神经药物、受体、维生素和其他药物等,品种已达近千种,约占所有放射性标记化合物的一半。 以碳-14为主的标记化合物在医学上还广泛用于体内、体外的诊断和病理研究。用于体外诊断的竞争放射性分析是本世纪60年代发展起来的微量分析技术。应用这种技术只要取很少量的体液(血液或尿液)在化验室分析后,即可进行疾病诊断。由于竞争放射性分析体外诊断的特异性强,灵敏度高,准确性和精密性好,许多疾病就可能在早期发现,为有效防治疾病提供了条件。 碳-14标记化合物作为灵敏的示踪剂,具有非常广泛的应用前景。 参考资料: http://www.cbe21.com/subject/chemistry/html/020102/2004_04/20040408_100048.html
② 碳-14是如何测定年代的
自然界存在3种碳的同位素,它们的重量比例是12:13:14,分别用碳-12、碳-13、碳-14来表示。前二者是稳定同位素。碳-14则有放射性。它在大气中存在,在大气高空层中,因宇宙射线中子和大气氮核作用而生成。它在大气中与氧结合成C4O2分子,与二氧化碳(CO2)的化学性能是相同的。因此,它与二氧化碳混合一起,参予自然界的碳交换运动。它因光合作用而被植物吸收、并贮存在植物之中。人和动物需要食用植物,于是也在人体和动物体内存留。生物在存活期间,他们不断地从大气中获取这种放射性碳。但是任何一种动物或植物一旦死亡,它就停止吸收,而且会使存留体内的这种放射性碳不断减少。大约在5730年间,它的含量可以衰减一半。因此,物理学家将5730年称为半衰期。由此可知,只要用仪器测出树木、谷物、人骨、兽骨等生物遗骸中现有的碳-14含量,与它原始的碳-14水平相比,就可以推算出它们在多少年前死亡,进而可以推断与它们共存的遗存(诸如建筑遗址、墓葬或其它遗物)距今已有多少年了
③ 13碳14碳呼气试验原理是什么,多少钱
原理:碳十三,碳十四呼气试验都是用来检测胃里面有没有幽门螺杆菌的,都是吃一颗药丸以后,药品吸收以后在胃内接进行分解,产生一种代标志碳十三或者碳十四这个标记的二氧化碳从肺里面呼出来进行检测的。
价格:碳13呼吸试验大约需要200元左右。但是和所需医院的级别和所在城市有关系。会有一定的价格浮动。
碳13呼吸试验,有着快速、无痛苦、无辐射的优点。主要是用于检测幽门螺旋杆菌是否感染。如果检测结果成为阳性,要在医生指导下进行治疗。不建议自己私自选择药物,有可能会造成病情的加重。
碳13最好服用粉剂
或者颗粒剂的尿素崩解时间短,可快速覆盖全胃。片剂尿素吃下去难以在胃中快速分解,且难以覆盖全胃,只有在药物周围有效果。且崩解时间不一样,检测数值不准确,有的半小时到了片剂在胃中都没有分解完。
在尿素中必须添加酸性物质辅料。幽门螺杆菌是酸性环境中存活的,酸性弱了会处于休眠状态,在尿素试剂中加入酸性物质会激活休眠中的幽门螺杆菌,检测准确避免假阴性。尿素很难喝,要加点柠檬味道的辅料,儿童容易接受。至于价格碳13在200多,碳14是100左右。各省有差异。
以上内容参考:网络-碳14呼气试验
④ 为什么会有尿素碳13呼气试验和尿素碳14呼气试验两种检测方法呢
1、试剂活性成份不同:尿素碳14呼气试验使用碳14标记的尿素,尿素碳13呼气试验使用碳13标记的尿素。
2、仪器检测原理不同:碳14是通过检测样本中是否含有14CO2释放的β射线来判断是否感染幽门螺杆菌;碳13是利用13CO2和12CO2红外光谱吸收峰位置的微小差异,通过检测样本中13CO2同位素丰度相对于13CO2天然丰度的变化量判断是否感染幽门螺杆菌。
3、样本采集方法不同:碳14呼气试验只需收集受检者服药之后的呼气样本进行测量,碳13呼气试验需要收集受检者服药前和服药后的两个呼气样本进行对比测量。
⑤ 碳14检查有什么用
碳14检查的作用:
一、呼气试验检测幽门螺旋杆菌
病人服用碳14标记的尿素后,如患者的胃内存在Hp感染,胃中的尿素酶可将尿素分解为氨和碳14标记的二氧化碳,碳14标记的二氧化碳通过血液经呼气排出,定时收集呼出的气体,通过分析呼气中碳14标记的二氧化碳的含量即可判断患者是否存在幽门螺杆菌感染。
二、标记化合物
碳14标记化合物广泛应用于化学、生物学、医学领域中,采用放射性标记化合物进行示踪,具有方法简单、易于追踪、准确性和灵敏性高等特点。
三、测定年代
宇宙射线中的中子与大气中的大量存在的稳定核素氮14发生N(n,p)C反应能够产生碳14,而碳14又会发生半衰期T=5730年的β衰变变成氮14,由此构建一个核素平衡。
碳14与氧气反应生成的二氧化碳被生物圈接收,活体生物体内的碳14与碳12浓度比例是一定【经测定,碳14的同位素丰度为1.2×10^(-12)】的,只有当生物死亡后,碳循环中断,碳14逐渐衰变至没有。在化石标本中采样测量碳-14的丰度,与1.2×10^(-12)比较,即可计算出生物生活的年代。
四、测量生物基含量
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。
(5)碳十四检测是什么化学方法扩展阅读:
碳14成分结构
碳14测年法分为常规碳14测年法和加速器质谱碳—14测年法两种。当时,Libby发明的就是常规碳14测年法,1950年以来,这种方法的技术与应用在全球有了显着进展,但它的局限性也很明显,即必须使用大量的样品和较长的测量时间。于是,加速器质谱碳14测年技术发展起来了。
加速器质谱碳14测年法具有明显的独特优点。
一是样品用量少,只需1~5毫克样品就可以了,如一小片织物、骨屑、古陶瓷器表面或气孔中的微量碳粉都可测量;而常规碳14测年法则需1~5克样品,相差3个数量级。
二是灵敏度高,其测量同位素比值的灵敏度可达10-15至10-16;而常规碳14测年法则与之相差5~7个数量级。
三是测量时间短,测量现代碳若要达到1%的精度,只需10~20分钟;而常规碳14测年法却需12~20小时。
正是由于加速器质谱碳14测年法具有上述优点,自其问世以来,一直为考古学家、古人类学家和地质学家所重视,并得到了广泛的应用。可以说,对测定50000年以内的文物样品,加速器质谱碳14测年法是测定精度最高的一种。
⑥ 碳14呼气试验原理
碳14呼气试验,是目前临床上最常
用的检测幽门螺杆菌的方法,快速、简单、安全、廉价,容易被患者所接受。
该试验的原理是由于幽门螺杆菌会产生高活性的尿素酶,当患者服用被碳14标记过的尿素后,如果患者胃内存在幽门螺杆菌,幽门螺杆菌产生的尿素酶就会把尿素分解为二氧化碳和氨,二氧化碳再经过血液然后通过呼吸排出。所以在检测时,让患者对着仪器呼气,就是为了收集呼出的气体,通过分析呼出的气体中含有二氧化碳含量,判断是否存在幽门]螺杆菌感染,该种测试方式的准确率可以达到95%以上,所以临床广泛应用。
⑦ 什么是碳14测定法
呼吸,其体内的碳14含量大致不变,生物死去后会停止呼吸,此时体内的碳14开始减少.人们可透过倾测一件古物的碳14含量,来估计它的大概年龄,这种方法称之为碳定年法. (一)断代原理 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-18(C18);碳-14(C14)表示,它们的含量比例是98.9:1.1:10-10 .前二者是稳定同位素,只有碳-14有放射性,亦称放射性.碳C14放射β粒子后蜕变为N14,半衰期为5730±40年,反应式为:C14→N14+β一. C14的半衰期只有五千多年而地球存在已有数十亿年,自然界却存在着保持一定水平的放射性碳元素,为使 C14的产生和衰变处于平衡状态,保持一定水平,必然存在着一种源泉.这个来源就在大气高空层,在那里,宇宙射钱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. 最初,外来的宇宙射线与大气作用产生宇宙射线中子.宇宙射线中子和大气中氮核起核反应产生碳-14: 0n1+7N14→⒍C14+1H1 这一反应都在高空完成,新生碳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. 这种产生C14的自然现象存在已久,同时C14按5730年半衰期衰变减少,这类碳中C14水平必然会到达平衡值.由于碳在自然界的交换循环相当快,处于与大气互相交换的各种物质在名地的C14水平基本上是一致的. 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,当然,几千年或几万年前处于交换状态的动植物的放射性水平是无法测知的,但若假定这种产生C14的自然现象几万年来都没有什么变化,就可以用现在世界各地处于交换平衡状态的动植物放射性水平,作为标本的原始放射性水平,即所谓“现代碳”放射性标准. 我国自主研究,在1981年制定出了适合中国的现代碳标准,即“中国糖碳标准”,经过国内和国外的测试,数据可靠,得到了国内外的一致好评. 放射性衰变规律可用数学式表示,标本年代的计算公式如下: A=τln No/NA A: 标本年代 τ:C14平均寿命 NA:标本现有放射性 No:标本原始放射性 C14平均寿命是一个常数,由实验测定,测出No、NA即可计算出标本年代. 但是,上面的结论要基于以下几点的假设: ① 假设大气中 C 的产生率不变. ② 假定放射性衰变 规律不变,不受任何外界环境的影响,生物样品一旦死亡就停止与碳储存库进行自由交换.③ 地球上各 交换库中 C 的放射性比重不随时间、地点、物质种类而改变,这个假设经检验基本成立 .国际公认 C 测年中的 B P 起算点是 1950 年(因为之后人工核爆炸产生的大量 C 对大气影响很大,而且从18世纪工业革命之后,大气中的普通C大大增加,对C的比率影响很大)④样品根本没有受到污染,如果不小心混入了早期或晚期的碳,那测出的结果跟我们想要的肯定会有很大差距. 这就是C14断代的原理,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,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. (二)测量技术 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,自然碳中C14含量仅为1.2×10一10 %,每克碳的放射性强度仅几微微居里,即每分钟约有10 多个原子衰变,标本的年代越久远,放射性还会迅速降低,如二万年以上的标本,其计数率就会降到每分钟一次以下.针对这种情况,必须专门设计低本底低能量β射线的高效率探测器,把标本中的碳制备成探测器的组成部分,并在特制的屏蔽室中进行测量.如气体法将标本碳全部转成计数管中的计数气体,液体法则全部转成闪烁液的溶剂,这些基本要求就决定了C14年代测定必须要有一个完备的实验室,包括设有化学处理,标本制备的系统,完善的屏蔽设备,特制的探测器和能长时间工作而又稳定的电子测量系统,并且经过精心的操作才能保证数据准确可靠.
⑧ “放射性碳14年代测定法”的原理是什么
碳14的半衰期为5730年,即经过5730年以后,碳14的量只剩下一半;再过5730年,碳14又减少一半。科学家只需测量出古代生物遗体或古物内碳14经过衰变后的残余量,或者测定出碳14的放射强度(即碳14的衰变速度),即可相当准确地估计出其死亡年代,这种方法称为“放射性碳14年代测定法”。利比因此荣获1960年诺贝尔化学奖。
⑨ 碳十四检测的基本原理是什么
自然界存在3种碳的同位素,它们的重量比例是12:13:14,分别用碳-12、碳-13、碳-14来表示。前二者是稳定同位素。碳-14则有放射性。它在大气中存在,在大气高空层中,因宇宙射线中子和大气氮核作用而生成。它在大气中与氧结合成C4O2分子,与二氧化碳(CO2)的化学性能是相同的。因此,它与二氧化碳混合一起,参予自然界的碳交换运动。它因光合作用而被植物吸收、并贮存在植物之中。人和动物需要食用植物,于是也在人体和动物体内存留。生物在存活期间,他们不断地从大气中获取这种放射性碳。但是任何一种动物或植物一旦死亡,它就停止吸收,而且会使存留体内的这种放射性碳不断减少。大约在5730年间,它的含量可以衰减一半。因此,物理学家将5730年称为半衰期。由此可知,只要用仪器测出树木、谷物、人骨、兽骨等生物遗骸中现有的碳-14含量,与它原始的碳-14水平相比,就可以推算出它们在多少年前死亡,进而可以推断与它们共存的遗存(诸如建筑遗址、墓葬或其它遗物)距今已有多少年了。
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⑩ 考古里的碳十四测年法是怎么回事
碳14测年,又称碳—14年代测定法或放射性碳定年法(Radiocarbon Dating),就是根据碳—14衰变的程度来计算出样品的大概年代的一种测量方法。这一原理通常用来测定古生物化石的年代。
碳14测年法由美国芝加哥大学教授、加州大学伯克利分校博士威拉得·利比(Willard Frank Libby)发明[1-2],威拉得·利比因此获得1960年诺贝尔化学奖。
碳14的衰变需要几千年,正是大自然的这种神奇,形成了放射性碳定年的基本原理,使碳14分析成为揭示过去的有力工具。在放射性碳定年过程中,首先分析样品中遗留的碳14。被分析的样品的碳14比例可以说明自样品源死亡后流逝的时间。
报告的放射性碳定年结果是未校准年BP(迄今),其中BP是指公元1950年。接着进行校准,将BP年转换为历年。随后将该信息与准确的历史年龄联系起来。
(10)碳十四检测是什么化学方法扩展阅读:
考古学旨在了解人类,它是一项超越发掘宝藏、收集信息和测定年龄的崇高的事业。正是了解了昔日文化不再存在的原因后,人类才明白了确保历史不会重演的关键所在。
多年来,如果不是凭借放射性碳定年、树轮年代学、古地磁断代、氟化物定年、光释光测年以及黑曜石水化分析等技术,考古学发现的历史文化信息将永远都不被人所知。
放射性碳定年技术的应用已有50年了,它彻底改变了考古学。碳14定年迄今仍是一项强大可靠的、广泛适用的技术,对于考古学家和其他科学家来说极其宝贵。