放射性鑒年法

放射性鑒年法是將核物理的研究成果套用於考古和地質研究的方法。隨著科學家對原子核研究的不斷深入，對放射性物質規律的不斷總結，考古學必將取得長足的進展，歷史的面紗也會被逐漸揭開。

基本介紹

• 中文名：放射性鑒年法
• 釋義：將核物理的研究成果套用於考古等
• 方法：利用重核的衰變
• 作用：可以確定地質年代

定義

放射性鑒年法就是利用放射性物質的放射性進行樣品年代鑑定的方法。主要是利用重核的衰變，可以確定地質年代。而某些輕核的同位素也可用於鑑定，這主要是用於考古研究。

原理

備放射性的重核都很不穩定，會自發的通過α衰變、β衰變等變成穩定的輕核。而這個衰變的過程是有一定的規律性的，隨著時間的推移，放射性物質的含量會不斷減少。而且這些重核的半衰期都很長，同地球的年齡相當。在最初階段，礦物質中往往只含有單一的放射性重核，隨著放射性衰變的進行，重核所占比例不斷減小，我們通過測定樣品中的重核比例，便可計算出該樣品的年代。這種方法能夠很好的套用於地質和考古鑒年。下面以Rb（87）為例進行說明。

如果在初始時刻的Rb（87）的含量為N0，而放射性物質的衰變服從指數規律，那么在t時刻的含量為N（t）=N0*exp（-λt）。經過β衰變後，產生的是Sr(87)，t時刻Sr的含量為N1，則由原子核數目的守恆可知N1 N（t）=N0，從而有t=ln(1 N1/N(t))/λ。只要測定出樣品中剩餘的Rb和Sr的含量之比，並已知Rb的衰變常量λ，代入上式就可確定時間了。

套用

常用的放射性物質有鈾系、錒系等放射系，也有較輕的放射性核素，如上面提到的Rb（87），還有為人所熟知的碳14。

利用放射系進行鑒年的原理同Rb（87）類似，只是忽略了中間子核的含量在計算中的影響，而考慮母核和最終子核的含量。而這種近似的出來也是合理的，因為經過漫長的地質年代，中間子核的含量已經微乎其微，剩餘較多的是母核和穩定的末端子核。計算公式也和銣87的相似。

碳14鑒年

碳14是碳12的同位素，半衰期為5730年。主要是宇宙射線作用在大氣中的碳14上，發生核反應產生的。由於宇宙射線的強度十分穩定，大氣中碳14的含量也一直保持在穩定的水平。地球上的生物在新陳代謝時吸入了含碳14的空氣，通常情況下，作為大氣中碳循環的一環，生物體內的碳14和碳12的比例與大氣中是相同的，並保持穩定。但是當生物死後，體內便沒有了碳14的來源，伴隨著碳14的不斷衰變，它同碳12的比例不斷下降。通過測定生物遺體樣品中碳14與碳12的含量比例，在根據大氣中兩者的比例，便可推測出樣品所在年代，從而為考古研究提供依據。