碳十四专用加速器质谱仪(14C-AMS)
碳14测量加速器质谱仪
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
AMS碳十四测年法及分析
AMS-14C测试及分析结果1 14C测年法原理14C是稳定的放射性同位素，它可以与氧结合进入生物体内并与大气中的14C保持平衡，被埋藏后的生物遗体中保留的14C在封闭系统中按指数规律自行衰减。
这为14C测年提供了物质保障。
据利贝等研究，近几万年来宇宙射线强度不变，14C的生产率一定，14C的形成和衰减达到平衡，供交换的14C总量不变（曹伯勋，2014）。
因此可以用现代碳样品的放射碳浓度替代样品的初始浓度（I0），故在实际测年中以1950年的14C浓度为原始大气14C的浓度，I为样品现在所测14C浓度，可知样品年龄（t）=（1/λ）ln（I0/I）。
放射性碳法是在第四纪测定年龄方法中测量精度最高、用途最广和最成熟的方法，广泛应用于50Ka BP（晚更新世晚期-全新世）以来的地质、环境和考古研究（曹伯勋，2014）。
现今14C测年常用方法包括常规测年法和加速器测年法（余华贵等，2007）。
前者测试仪器是液体闪烁仪（LSC），原理是计数样品中14C原子衰变时放出的β射线（仇士华等，1997）。
这种测试方法具有测试时间长（即效率低）、样品需求量大等缺点（陈铁梅，1990）。
后者测试仪器是加速质谱仪（AMS），原理是直接测试样品中的14C原子数。
这种测试方法具有测量精度高、样品需求量少（几毫克到几百毫克）、测量时间短等优点（余华贵等，2007等；仇士华等，1997等；陈铁梅，1990；卢雪峰等，2003；焦文强等，1998；郑同明等，2010；张婷等，2011）。
根据常规测年法和加速器测年法优缺点，并结合岩性特征，本次样品测年方法选用后者。
2 14C样品采集和前期处理样品采集要求：采集未受污染的新鲜样品，取样要求是木炭、干燥木头和其他植物遗体、干燥泥炭、贝壳等样品。
为避免污染样品，及时用塑料袋封装样品，贴上标签后置于阴凉处，并及时送实验室测试。
采集送样的样品需要经过前处理才可上机测试。
样品前处理步骤如下：第一步：取适量样品，放于烧杯中，加入蒸馏水浸泡，在超声波清洗器中震荡至样品完全分散，使用180目网筛去除样品中大于80μm的杂质。
考古里的碳十四测年法是怎么回事
考古里的碳十四测年法是怎么回事?古里的碳十四测年法是怎么回事？作者：黄金狮子碳十四测年法实际上是一个舶来品。
碳十四测年法之父是个美国人，名叫W. F. 利比（W. F. Libby）。
他是个著名的物理化学家、放射化学专家、热原子化学、示踪技术、同位素示踪技术专家。
利比在1947年的时候创立了用放射性碳十四（14C）测定年代的方法，这个方法在考古学上中得到了广泛的应用。
1952年利比的著作《放射性测年法》由芝加哥大学出版社出版，1955年再版。
这个方法的创立给利比带来了极大的荣誉；利比因1947年创立的放射性碳十四测年法而获得了1960年的诺贝尔化学奖。
1960年以后，利比长期担任了《美国科学院公报》和《科学》的编委。
W. F. 利比已于1980年去世。
碳十四测年法又称放射性碳素断代法 (Radiocarbon dating) ，还可以写成C-14测年法等。
我们都知道，碳是自然界中广泛存在的元素，占地壳重要组成的0.018%；天然碳有三种同位素，即碳十二(12C)、碳十三(13C)、碳十四(14C)，人工还可以合成碳的同位素。
这其中，只有碳十四(14C)才具有放射性。
碳十四(14C)在自然界含量极少，而且半衰期很长；它也是碳的最稳定、最重要的同位素。
碳十四(14C)的半衰期为5730年，不走运的是，随着岁月的推移，大气中碳十四的含量还可能会有轻微的改变（诸如太阳黑子爆炸、火山喷发等）；所以碳十四半衰期还要按照具体的年代进行修订（树轮曲线），这个5730年最后算来大概还有正负四十年的误差存在。
由于新陈代谢，地球上生物体吸收或放出CO2的过程不断进行，生物体内的碳十四（14C）含量也保持不变。
但当生物失去新陈代谢作用（死亡），14C循环进入生物体内的过程就停止了。
这时，留在体内的14C就只能按照其固有的半衰期5730年的衰变速率逐渐减少。
因此，埋藏地下深层的样品，只要测定其14C与12C的含量比例，按14C的放射性衰变公式进行计算，校订之后便可推出待测物品的存在年代。
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。
碳十四断代的加速器质谱计数方法
作者： 仇士华
出版物刊名： 考古
页码： 562-567页
主题词： 加速器质谱法;串列静电加速器;计数方法;探测器;常规法;样品量;样品碳;回旋加速器;同位素;测量精度
摘要： <正> 一、方法的原理碳十四(14C)测年的常规测定方法是靠探测器记录在一定时间间隔内一定量样品中14C 原子衰变的数目,称为衰变计数法。
这种方法在技术上目前已经发展到非常完善的地步。
一般用1—10克的样品碳测量精度可达到0.2—0.5‰,可测的最高年限达4—5万年。
如果样品量不受限制,使用同位素浓缩技术将样品中的14C 加以浓缩,则可测的最高年限达7万多年。
但是,衰变计数法对于样品量受限制的情况有难以克服的困难。
样品量少了就意味着要花更长的计数时间和不可避免地会增加误差,在许多情况下甚至根本。
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。
C14检测流程范文
C14检测流程范文首先是样品的准备。
在进行C14测定之前，需要从待测样品中提取出含有有机碳的样品。
这可以通过不同的方法实现，例如提取土壤中的有机质、从动植物组织中提取有机物等。
提取的样品需要进行预处理，以去除可能存在的污染物和无机碳。
预处理过程中，一般会使用酸碱法、溶解法或者燃烧法来去除无机物质。
经过预处理后的样品就可以用于C14测定了。
接下来是样品的测量。
C14测量一般使用加速器质谱法（AMS）来进行。
首先，需要将样品转化为纯碳形式，通常是通过燃烧法将样品中的有机物转化为CO2气体。
然后，将CO2气体进行离子化，得到碳离子。
离子化的方法可以是静电喷雾法或者热电离法。
离子化后，碳离子会被加速并进入质谱仪，质谱仪可以根据质量-电荷比（m/z）的差异来分离并测量不同同位素的含量。
C14同位素的含量会以C14/C12比值的形式进行测量。
测量完成后，可以得到样品中C14同位素的含量。
最后是数据的分析。
C14检测结果一般会以放射性年代（radiocarbon age）的形式呈现。
放射性年代是指C14同位素的衰变速率与半衰期之间的关系，通过测量样品中C14的含量与参考标准的C14含量之间的比值，可以推算出样品的年龄。
但是，由于C14的衰变速率并非恒定不变的，因此需要进行校正。
校正方法主要有校正曲线法和校正表法，这些方法是根据过去几千年来的同位素测量数据建立的。
校正曲线法是通过测量已知年代的样品，建立C14含量与年代之间的关系曲线，从而推算出待测样品的年龄。
校正表法则是通过测量已知年代的样品，建立C14含量与年代之间的对应表格，然后根据待测样品的C14含量在表格中查找对应的年代。
总结起来，C14检测流程主要包括样品的准备、样品的测量和数据的分析。
样品准备阶段主要是从待测样品中提取出有机碳，并进行预处理以去除无机物质。
样品测量阶段主要是通过加速器质谱法将样品中的有机物转化为碳离子，并测量其中C14同位素的含量。
高精度加速器质谱_14_C测年_郭之虞
1. 1 样品14C 年龄的测定
AMS 是通过测量样品中碳的同位素组成比来确定样品年龄的。
T = - S ln( Rx / R 0) ,
( 1)
1) 国家自然科学基金资助项目( 49799060) 收稿日期: 1997-12-09
202 北京大学学报( 自然科学版) 百年校庆 纪念专刊 第 34 卷
量时间。
t 14 = n14e/ I 12R xG,
( 17)
其中 I 12为离子源12 C 引出流强, G为传输与探测
表1 不同误差限所要求的最低14C 计数 Table 1 T he m inimum 14C count s r equir ed
by differ ent err or
Rn/ n( % ) n( ×104)
年所直接测得的是样品的14 C 年龄, 即按现代碳标准及14 C 半衰期所推算的年龄。由于大气中 的14 C 放射性比活度随年度而变, 为得到样品的真实年龄尚需进行树轮较正[ 3] 。故高精度年代 数据的取得, 一要靠高精度的14C 测量, 二要靠有效的树轮校正。
1 加速器质谱14C 测量的误差分析
K s = 1/ 0. 95, Kfs = 1 -
2
(
19 + 10
D13 00
Cs
)
。
若用中国糖碳作为标准物质, 则 K s = 1. 362 ± 0. 002, K fs = 1。 实际上, 许多 AMS 只测量14C 与13C 含量的比值 R ′。测量过程中将离子源引出的14 C 与13C
其中 S 为14 C 放射性衰变的平均寿命, Rx 为被测样品中14 C 与12 C 含量的比值, R0 为其初始比 值。现国际上统一用现代碳标准( MC) 作为 R 0值, 这样求得的年龄 T 称为样品的14C 年龄( ra-
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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）。