碳14测量加速器质谱仪
碳十四测年法名词解释
碳十四测年法名词解释
碳十四测年法 (Carbon-14 dating) 是一种放射性测年法，用于测定古物的年龄，特别是生物体死亡后的遗骸年龄。
该方法是通过测量碳 -14 原子的数量来确定样品的年龄。
碳 -14 是一种由原子核中放射性衰变产生的元素，其原子核由一个质子和一个中子组成。
在地球的自然辐射中，碳 -14 的半衰期约为 5,730 年。
这意味着，在一个碳分子中，碳 -14 原子的数量是恒定的，并且当一个碳分子失去一个碳 -14 原子时，它的寿命就会缩短。
因此，可以通过测量样品中碳 -14 原子的数量来确定其年龄。
碳十四测年法通常使用放射性同位素测年法的原理。
具体来说，科学家会使用加速器质谱计 (Accelerator Mass Spectrometer,AMS) 来测量样品中碳 -14 原子的数量。
AMS 是一种高科技仪器，它可以精确地测量微量元素的数量。
通过使用 AMS，科学家可以准确地测量样品中的碳 -14 原子数量，并据此确定其年龄。
碳十四测年法被广泛应用于考古学、地质学、生物学等领域。
它可以帮助科学家们更好地了解古代生物的演化过程、地球历史的演变等方面的问题。
碳14测年方法
碳14测年方法
碳14测年方法有三种主要技术用于测量任何给定样品的碳14含量：气体正比计数、液体闪烁计数(LSC)和加速器质谱(AMS)。
1、气体正比计数
气体正比计数是一种计算给定样品发射的β粒子的传统放射性定年技术。
β粒子是放射性碳衰变的产物。
在此方法中，碳样品首先转换成二氧化碳气体，然后在气体正比计数器上进行测量。
2、液体闪烁计数
液体闪烁计数是另一种放射性碳定年技术，曾经在20世纪60年代流行。
在此方法中，样品为液体形式，并添加了闪烁体。
当闪烁体与一个β粒子相互作用时会产生闪光。
一个装有样品的小瓶在两个光电倍增管之间通过。
只有当两个设备都记录下闪光，才能产生一个计数。
3、加速器质谱（AMS）
加速器质谱（AMS）是一种现代化的放射性碳定年法，被认为是衡量样品的放射性碳含量更为有效的方法。
在此方法中，直接测量碳14与碳12和碳13的相对含量。
该方法不计算β粒子，而是计算样品中存在的碳原子数量以及同位素的比例，因此更为精确可靠，是最为流行的测量方法。
碳14检测文物年代的原理
碳14检测文物年代的原理碳14检测文物年代的原理简介碳14检测是一种广泛应用于考古和文物研究领域的方法，通过测定文物中的碳14含量来确定其年代。
本文将从浅入深地介绍碳14检测的原理及其应用。
什么是碳14？碳14是一种放射性碳同位素，其原子核中含有8个中子和6个质子。
在地球大气层中，碳14在宇宙射线的作用下不断产生和消失，使得地球上的生物体中碳14的含量相对稳定。
碳14与文物年代的关系在一个生物体死亡后，碳14的吸收停止，当前文物中的碳14含量将缓慢减少。
通过比较文物中的碳14含量与现代标准样本的碳14含量，可以计算出文物相对于现代的年龄。
碳14检测的步骤1.样品提取：从文物中提取出含有有机物质的样品，如木材、骨骼、纤维等。
2.样品处理：将样品经过清洗、干燥等处理过程，以去除可能的污染物。
3.样品燃烧：将样品转化为无机碳的形式，通常采用碳酸盐的燃烧方法。
4.碳14测定：利用加速器质谱仪等设备，测定样品中碳14的含量。
5.年代测定：通过对碳14含量与标准曲线的比对，计算出文物的年代。
碳14检测的精度和限制碳14检测的精度通常可以达到几十年到几百年级别，但对于年代较为接近的文物，精确的测量结果可能有一定的误差。
同时，碳14检测还受到样品污染、碳14含量变动等因素的影响，需要对实验条件进行严格的控制和校正。
碳14检测的应用1.考古研究：通过对文物年代的确定，可以还原古代文明的历史发展。
2.文物鉴定：可以帮助判断文物的真伪和年代，防止假冒伪劣品的流通。
3.艺术研究：通过对艺术品的年代测定，可以更好地理解和评价艺术作品的历史和风格。
4.自然科学研究：通过对生物体残骸等样品的碳14测定，可以研究生物进化和环境变化等问题。
结论碳14检测文物年代的原理基于碳14在生物体死亡后的衰减规律，通过测定文物中的碳14含量来确定其相对年代。
碳14检测在考古和文物研究领域具有重要的应用价值，并且随着技术的不断发展，其精度和应用范围也在逐渐扩大。
碳十四专用加速器质谱仪(14C-AMS)
碳十四专用加速器质谱仪（14C-AMS）
加速器质谱仪(AMS，Accelerator Mass Spectrometry)是结合了高能粒子加速技术和高分辨质谱技术的一种核分析仪器。
具有高精度、高分辨率、高灵敏度、分析时间短、需求样品少等特点，已成为放射性同位素研究中最前沿的大型装备。
AMS已在地球科学、环境科学、海洋科学、考古学、生命科学和医学等领域得到了极为广泛的应用。
有机地球化学国家重点实验室碳十四专用加速器质谱仪（14C-AMS）是2013年从美国国家静电公司（NEC, National Electrostatics Corporation）引进的50万伏特（0.5 MV）串列加速器质谱仪（1.5SDH-1），主要用于放射性碳十四测定。
该质谱仪配有134位样品盘固体离子源（134-MC-SNIC）和气体离子源；前处理平台配有全自动石墨制靶系统（AGE 3），制备气相(PC-GC)，质谱引导制备液相（Prep-LC-MS）。
目前该实验室由两位专职技术人员管理、运行和维护，该实验室承接外样测试分析。
NEC 0.5MV 1.5SDH-1 AMS
前处理设备
全自动石墨制靶系统（AGE 3）
制备气相(PC-GC) 质谱引导制备液相（Prep-LC-MS）。
碳十四测年法到底测出了什么
碳⼗四测年法到底测出了什么简单归纳下，碳⼗四测年法恰恰证明地球⼗分年轻，根本不是多少亿年碳14是碳原⼦在⾼空受到宇宙射线照射产⽣的不稳定原⼦，它的半衰期按⽬前测定为5730年，每到半衰期就有⼀半会衰减成氮14，⼤约到7万年就衰减到原来的千分之⼀，会⼤⼤加⼤误差，⼀般认为在5万年内相对准确碳12是稳定的碳原⼦，碳14测年法通过测定样本内碳12与碳14的⽐例估算样本的年代，碳14含量越低，说明年代越久远碳会⾃然产⽣三种不同的类别（同位素）： 12C、13C和14C。
碳-14被⽤来测年的原因是它很不稳定（放射性），⽽12C和13C是稳定的。
放射性的意思是碳-14会随着时间的过去衰变（放射出射线），于是变成不同的元素。
在此过程期间（称为 “β衰变”），碳-14原⼦中的中⼦会转变成质⼦。
因着失去⼀个中⼦和得到⼀个质⼦，碳-14被变成氮-14（14N = 7个质⼦和7个中⼦）。
如果碳-14不断地衰变，地球最终会消耗所有的碳-14吗？答案是否定的。
碳-14不断被增加到⼤⽓层中。
从外太空来的宇宙射线（包括⾼⽔平的能量）撞击地球上空的⼤⽓层。
这些宇宙射线与⼤⽓层中的原⼦发⽣碰撞，使它们产⽣分裂。
来⾃这些碎⽚原⼦的中⼦与氮-14原⼦（⼤⽓层主要是由氮和氧组成的）发⽣碰撞，把它们转变成碳-14。
⼀旦碳-14产⽣，它就会与⼤⽓层中的氧结合（12C表现像14C。
⼀样，也会与氧结合）产⽣⼆氧化碳（CO2）。
因为CO2会与植物混合（意思是我们吃的⾷物包含12C和14C），所以12C和14C在所有的活⽣物中应该有同样的⽐率，正如在我们呼吸的空⽓中⼀样）。
碳-14测年过程是怎么⼯作的？⼀旦活⽣物死亡，测年过程就会开始。
只要有机体仍然活着，它就会继续吸引14C；可是，当它死亡的时候，它就会停⽌。
既然14C是放射性的（衰变为氮-14），死亡有机体中14C的数⽬会随着时间的过去变得越来越少。
因此，测年的过程包含测定14C数⽬（衰变后仍然存在的部分）。
加速器质谱碳—14测年法
加速器质谱碳—14测年法碳-14测年法，也被称为放射性碳定年法，是一种通过测量物质中放射性碳-14同位素的衰变速率，来确定该物质的年龄的方法。
本文将一步一步回答与加速器质谱碳-14测年法相关的问题，并详细解释这个过程的原理和应用。
什么是碳-14测年法？碳-14测年法利用放射性碳-14同位素的衰变速率来确定物质的年龄。
碳-14同位素是一种具有放射性的碳同位素，在地球上广泛存在于大气中，并通过生物食物链进入生物体内。
当生物体死亡后，它不再吸收新的碳-14，而现有的碳-14开始衰变。
通过测量物质中残留的碳-14的含量，可以推断出物质的年龄。
什么是加速器质谱？加速器质谱是一种测量放射性同位素含量的技术，它克服了传统质谱方法中对物质样本进行离子化的限制。
加速器质谱使用粒子加速器将样本中的原子离子化，并通过静电和磁场将离子引导到质谱仪中进行测量。
这种方法具有高灵敏度和高精确度的优势，因此广泛应用于碳-14测年法中。
碳-14测年法的原理是什么？碳-14同位素的衰变速率是已知的，它的半衰期约为5730年。
半衰期是指半数同位素原子衰变所需的时间。
在物质死亡后，它所含的碳-14会不断地衰变为氮-14。
通过测量物质中残留的碳-14含量与氮-14含量的比例，可以计算出该物质的年龄。
具体的测量过程如下：1. 采集样品：需要测定年龄的物质通常是有机物，例如骨骼、木材或纺织品。
为了保持样品的完整性，通常只需采集小的样品量即可。
2. 样品预处理：将采集的样品进行一系列的预处理步骤，以去除可能存在的污染物，例如现代大气中的碳含量。
这样可以确保测得的是来自于化石或遗物中的碳-14。
3. 离子化：将样品中的碳转化为离子态，通常采用加速器质谱技术中的离子源离子化样品。
这个步骤会产生一个含有样品离子的离子束。
4. 分选和加速：使用静电和磁场，加速器将样品离子束分选出其所需的碳-14离子，将其加速到一定能量。
5. 测量和计数：加速的碳-14离子进入质谱仪，在其中与收集屏幕碰撞，生成荧光。
碳14测试仪的使用流程
碳14测试仪的使用流程简介碳14（Carbon-14）测试仪是用于测量物体中碳-14同位素的浓度的仪器。
碳-14是一种放射性同位素，用于年代测定和地质研究。
本文档将介绍碳14测试仪的使用流程，帮助用户正确操作测试仪，获取准确的测试结果。
准备工作在使用碳14测试仪之前，需要进行以下准备工作：1.安全检查：确保测试仪器处于正常工作状态，没有损坏或缺陷。
检查电源和相关接口的连接是否牢固。
2.校准：校准测试仪，以确保测试结果的准确性。
按照测试仪的使用说明进行校准操作。
3.样本准备：准备待测物体的样本，并确保样本的纯度和完整性。
根据待测物体的属性和测试要求，选择合适的样本准备方法。
使用流程1.打开仪器：按下仪器的电源开关，等待仪器启动，并确保仪器处于正常工作状态。
2.选择测试模式：根据待测物体的性质和测试要求，选择合适的测试模式。
常见的模式包括快速测试、精确测试和连续测试等。
根据仪器的操作界面进行选择。
3.加载样本：将样本放置在测试仪指定的位置上，确保样本的稳定和正确加载，避免测试误差的产生。
4.设置测试参数：根据测试要求，设置合适的测试参数。
测试参数包括测试时间、测试温度、测试压力等。
根据仪器的操作界面进行设置。
5.开始测试：按下测试按钮开始测试，仪器将自动进行碳14测量。
期间保持测试环境的稳定，避免干扰和误差。
6.等待测试完成：根据测试模式的不同，测试时间会有所不同。
在测试过程中，可以使用其他仪器或设备进行其他工作。
7.获取测试结果：测试完成后，仪器将生成测试结果。
根据仪器的操作界面，查看测试结果并记录。
8.结果分析：根据测试结果进行数据分析和处理。
将测试结果与标准值或其他参考值进行对比，评估测试结果的准确性和可靠性。
9.清理仪器：测试完成后，及时清理仪器和周围环境。
按照仪器的清洁和维护指南进行操作，保持仪器的正常使用寿命和性能。
10.记录和报告：将测试结果记录在文档中，并按照需要生成测试报告。
报告应包含测试样本的信息、测试参数、测试结果和分析等内容。
加速器质谱仪虚拟仿真实验结论与讨论
加速器质谱仪虚拟仿真实验结论与讨论加速器质谱仪是一种高精度的放射性同位素测量技术，常用于测定极微量的放射性同位素含量，如碳14（C-14）等。
虚拟仿真实验可以提供一种模拟实际实验过程的方式，以下是一些结论和讨论点：精确测量放射性同位素：加速器质谱仪的高分辨率和灵敏度使得可以测量极低浓度的放射性同位素，从而可以用于进行年代测定、放射性示踪和环境样品分析等应用。
样品制备的重要性：在使用加速器质谱仪进行测量之前，需要进行样品制备。
样品制备的质量和纯度对测量结果的准确性和可靠性有重要影响。
虚拟仿真实验可以让学生了解样品制备的过程和关键步骤，并探讨如何优化样品制备以获得更准确的结果。
校准和质量控制：在加速器质谱仪中，校准和质量控制是确保测量准确性和可重复性的关键步骤。
通过虚拟仿真实验，可以模拟校准过程和质量控制策略，并讨论如何进行准确的校准和质量控制来确保结果的可靠性。
数据分析和解释：加速器质谱仪产生的数据需要进行分析和解释。
虚拟仿真实验可以让学生熟悉数据处理和解读的方法，包括数据校正、质量筛选、年代测定等方面。
应用领域和研究进展：加速器质谱仪在考古学、地质学、环境科学等领域有广泛的应用。
通过讨论虚拟仿真实验的结论，可以进一步
探讨加速器质谱仪在不同领域中的应用案例和最新研究进展。
需要注意的是，以上的结论和讨论点是一般性的，具体的实验结果和讨论将取决于实验设计、样品特性以及分析目的等因素。
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627-630
3
K.X. Liu， M. Chen， X.F. Ding
Nuclear AMS radiocarbon dating of lacustrine sediment from an Instruments 294 and Methods 2013 impact crater in northeastern China （2013） in Physics Research B
技术指 标及功 能简介
测量精度好于 0.4% ，相当于年代测量误差正负 30 年，测量本底低于 4 × 10 -16，相当于年代测量上限 6 万 5 千年。加速器最高端电压达到 0.6 MV ，高压稳 定度小于1kV，13C+峰值流强达0.3μA 。该大型仪器 设备的主要功能为测量碳-14与其稳定同位素比值， 进而确定样品的年代或进行示踪研究。主要应用范 围：考古学、地球科学、环境科学、生命科学。 碳14测量加速器质谱仪
593-596
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北京大学环境学院，北京大学考古学院，北京大学地空学院，中科院地球化学所，中国地震局地质所等 是 丁杏芳 服务 对象 电子 邮件 面向社会开放 dxf@ 收费 标准 联系 电话 62758473 每个样品1200元 开放 时间 任何时间
主要研 究方向 在研 或曾 承担 重大 项目 奖项 专利 人才 培养 相 关 科 研 信 息 学 术 论 文
利用14C定年技术，给出考古样品的年代，误差范围在30年左右。
1.国家科技攻关计划项目“中华文明探源工程预研究”。 2.国家科技支撑计划项目“中华文明探源工程（II）”。
— — 三年内利用该仪器作为主要科研手段发表学术论文（三大检索） 5 序号 作者（前三名） 论文题目 篇，其中代表论文： 期刊名 年 卷（期） 起止页码
1
奚娴婷， 丁杏芳， 付东坡
用一年生植物研究大气Δ14C 分布与化石6 1026-1031 （13）
2
X.F. Ding， C.D. Shen， P. Ding
Instruments New radiocarbon dates for Milu (Elaphurus davidianus) sub- and Methods 294 in Physics 2013 （2013） fossils from southeast China Research B
碳14测量加速器质谱仪
院系：物理学院
仪器 编号 制造商 国别 经费 来源 责任 教授
200407740 美国 211工程 刘克新
所属 实验室 制造 厂商 单价 存放 地点
核物理与核技术国家重点实验室 NEC 1107.25万元 型号 购置 日期 1.5SDH-1 2004年08月
加速器楼131室
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