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-12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-12一面在生成,一面又以一定的速率在衰变,致使碳-12在自然界中（包括一切生物体内）的含量与稳定同位素碳-14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-12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-12的质量应为m克.但实际测得体内碳-12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-12含量极低,而且半衰期很长,所以用碳-12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-12测年法是无法测定出来的.