放射性年代測定法

又稱放射測年法，是利用測定被測物中某些放射性核素與其衰變產物的比率，之後套用這种放射性核素半衰期計算年代的方法。

放射性年代測定法是自然界存在的被科學家當作地質時鐘的80種自然過程之一，也是時至今日，被進化論引用最多以證明其地球年齡模型的自然過程。放射性年代測定法認為，地球的絕對年齡是幾百萬年到幾十億年之間。其中包括我們所熟悉的鉀氬法、鈾鉛法、碳-14年代測定法等等多種測定方法。

基本介紹

• 中文名：放射性年代測定法
• 外文名：Radioactive geochronologicdating method
• 又稱：放射測年法
• 測定方法：鉛法、碳-14年代測定法等
• 利用：被測物中某些放射性核素

簡介

原理解析

半衰期是指放射性核素的活度經過放射性衰變降低到初始活度一半時所消耗的時間。例如半衰期為一小時的放射性核素，一小時後其未衰變的原子核會剩下原來的二分之一，兩小時後會是四分之一，三小時後會是八分之一。也就是說當用半衰期去推斷時間時，可推算的時間範圍遠遠超過半衰期本身。絕對不是某些反對進化論的宗教分子理解的只能推斷的範圍等於半衰期。

不同物質的半衰期不同，長的有幾十億年，短的只有幾個皮秒。半衰期越短，代表原子核越不穩定，每顆原子核發生衰變的機率也越高。放射性核素髮生衰變的半衰期非常穩定，很少受到環境因素的影響。

部分天然元素的半衰期

系列	開始時的同位素	半衰期(年)	最後的穩定同位素
鐳	鈾238	4.47x109	鉛206
錒	鈾235	7.04x108	鉛207
釷	釷232	1.41x1010	鉛208
碳	碳14	5730±40	氮14

現代測年方法

鈾鉛測年法

通過測量鈾-235和鉛-207以及鈾238和鉛206的比例測量石頭，可以測量大約一百萬到超過45億年的年代，精度大約為測量範圍的0.1-1%。

釤釹測年法

通過測量143Nd和144Nd比例測量地球上古老的隕石和石頭的關係。在地幔形成後釤釹同位素的比例比較穩定，可以用於側年。 精度為在25億年範圍內少於2千萬年誤差。

鉀氬測年法

鉀-40 衰變為氬-40。氬氣在石頭為液體時會自由逃逸，而在石頭凝固後則保留在石頭中。鉀40有13億年的半衰期，因此可以用於測量超過100,000年的石頭，但因為氬含量太低影響精度，不能測量比較年輕的石頭。

銣鍶測年法

銣-87衰變成鍶-87有13億年的半衰期。用於測量火成岩和變質岩，還被用於測定月球石。在封閉環境下礦石所含有銣鍶的比例應比較穩定。但因為地質運動等原因測量誤差較大，大概為每30億年有3到 5千年誤差。

鈾鏷測年法

鈾-234衰變為釷230有80,000年的半衰期，同時鈾235衰變為鏷231有34,300年的半衰期。因為鈾可在水中溶解，但是釷和鏷卻不溶解於水，因此可以用於測定海底沉積層的年代。可用於測量大約到500,000年前的年代。

放射性碳測年法

生物呼吸二氧化碳時使得體內碳-14的比例基本與當時大氣相同。生物死後碳14逐漸衰變，可以用於測量從現在到約58,000至 62,000年前的年代。

裂變痕跡測年法

分析鈾裂變後在礦石和玻璃上破壞的痕跡

氯-36 測年法

從1952到1958之間的核試驗導致海水受輻射產生大量本來很罕見的氯-36。這种放射性的氯逐漸擴散到土壤和地下水中，因此氯-36可以用來測量50年代以後的地質測年。

熱釋光測年法

物體在加熱時會把積累的輻射能以光的形式輻射出來。熱釋光的強度與它所接受的核輻照的多少成正比。由於陶瓷所受的核輻射是來自於自然環境和陶瓷本身所含的微少的放射性雜質（如鈾、釷和鉀40等），其放射性劑量相對恆定，因此熱釋光的強度便和受輻時間的長短成正比。在陶瓷的燒制過程中原始的熱釋光能量都會因高溫而全部釋放掉，此後陶瓷重新積累輻射能，所以最後所測量得到的輻射能，是與陶瓷的燒制年代成正比。

放射性碳測年法

又稱為 C14 測年法，由於 C14 的半衰期為 5730 年，正負誤差 40 年。所以可以測定的時間範圍在 58,000 至 62,000年。由於時間範圍足夠長，且沒有放射性用於人類學考古足夠了。如果需要更古老的測定，完全可以用其他半衰期更長的放射性元素。

碳十四測年法的原理

生物體在活著的時候會因呼吸、進食等不斷的從外界攝入碳十四，最終體內碳十四與碳十二的比值會達到與環境一致 （該比值基本不變），當生物體死亡時，碳十四的攝入停止，之後因遺體中碳十四的衰變而使遺體中的碳十四與碳十二的比值發生變化，通過測定碳十四與碳十二的比值就可以測定該生物的死亡年代。目前在人體中,碳占整個身體質量的18%。生物體的每克碳內含有大約500億個碳14原子,其中每分鐘大約有10個碳14原子衰變。