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碳-14
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[[File:碳14 1.jpg | thumb | 500px | 右 | 碳14是碳元素的一种具放射性的同位素，它是透过宇宙射线撞击空气中的氮原子所产生。 碳-14 原子核由6个质子和8个中子组成。其半 衰 变周 期 约为5,730±40年，衰变方式为β衰变，碳14 <br> [https://p1.ssl.qhmsg.com/dr/270_500_/t019957dccbdf86f431.jpg?size=268x191 原 子转变为氮-14原子。圖鏈接] ]]
碳14是 碳元素的一种具放射性的同位素，它是透过宇宙射线撞击空气中的氮原子所产生。碳-14原子核由6个质子和8个中子组成。其半衰期约为5,730±40年，衰变方式为β衰变，碳14原子转变为氮-14原子。 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，即放射性测定年代法 的一种，其他常用的还有钾-氩法测定，钾-氩法测定，热释光测定等；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。在地球上有99%的碳以碳-12的形式存在，有大约1%的碳以碳-13的形式存在，只有兆分之一（0.0000000001%）是碳-14，存在于大气中，由大气中氮与宇宙射线作用生成，其丰度基本保持不变，是生物圈中碳-14的来源。
== 发现 ==
碳-14最早由加州大学伯克利分校放射性实验室的马丁?卡门（Martin Kamen）和塞缪尔?鲁宾（Sam Rubin）于1940年2月27日发现的。1949年碳-14测年方法的祖师爷Willard Libby和Arnold完成了已知年龄的考古和地质样品的测定，宣告14C测年方法的创建成功，轰动了整个考古学界和地质学界。Libby也因此在1960年获得了诺贝尔奖。
<ref>[http://www.ieexa.cas.cn/kxcb/kpwz/201804/t20180409_4993307.html 自然界的“标准时钟”：碳十四，中国科学院地球环境研究所 2018-04-09 ] </ref>
== 由来 ==
[[File:碳14.jpg | thumb | 300px | 左 | 碳14 <br> [https://epaper.gmw.cn/gmrb/images/2012-11/27/12/res10_attpic_brief.jpg 原圖鏈接] ]]
碳有三种自然同位素，其中碳-14具有放射性稍微特别一点，它存在于自然界中所有的生物体中，说到碳，我们第一个想到的就是地球上充满多样性的生命形式，我们所知的每一种生物都由四种基本元素构成：碳、氮、氧、氢。但是碳是最重要、也是最特别的元素，它是有机分子的基础，是生命体的基石。
从钻石到纳米管再到DNA，碳对于构造最复杂的结构必不可少。地球上大部分的碳都来自于上一代恒星死亡时的超新星爆发，目前绝大多数以碳-12的形式存在，也就是原子核中有6个中子。在碳的总量中1.1%是以碳-13的形式存在，原子核中多了一个中子。虽然碳-13也很稳定，但在恒星中碳-13形成的频率要比碳-12低得多，所以碳-12不仅在地球上是碳的主要形式，而且在我们可观察宇宙的任何地方都应该是这个样子，这一点并不奇怪，因为走到哪物理定律都是一样的，恒星也以同样的方式聚变。还有另外一种形式的碳它就是碳14，原子核中有8个中子的碳原子，碳-14非常罕见而且原子核本身也不稳定会发生衰变，在地球上的碳总量中只有1 /万亿的碳原子是碳-14。数十亿年前在恒星中形成的碳-14原子的半衰期为5700年，地球目前已经存在了45亿年，所以古老的恒星赋予我们的碳-14早已衰变为氮原子了。那么地球上现在的碳-14咋来的当一个原子的中子数与原子核中的质子数不匹配时，多出来的中子就觉得自己有点多余，于是原子核通常会发生以下两种方式的衰变：
一种是α衰变，即原子核发射一个氦-4原子核（两个质子和两个中子）
另一种是β衰变，即原子核中的一个中子通过发射一个电子、一个反电子中微子转变为质子。
所以在碳-14中多出来一个中子，就会经历β衰变，半衰期为5700年，衰变后的碳-14会变为氮原子，衰变过程中的重子数是守恒的。在所有的有机生命体中，当然也包括我们自己的身体，甚至是海洋中的生物体内，都存在着少量、但含量稳定的碳-14。<ref>[https://baijiahao.baidu.com/s?id=1644482501449483906&wfr=spider&for=pc 碳-14是咋来的？它如何跑进我们身体，帮助我们测定年代的，量子科学论 2019-09-12] </ref>
== 应用领域 ==
碳-14呼气试验
利用碳-14测定年代
宇宙射线中的中子与大气中的大量存在的稳定核素氮14发生N(n,p)C反应能够产生碳14，而碳14又会发生半衰期T=5730年的β衰变变成氮14，由此构建一个核素平衡。碳14与氧气反应生成的二氧化碳被生物圈接收，活体生物体内的碳14与碳12浓度比例是一定【经测定，碳14的同位素丰度为1.2×10^(-12)】的，只有当生物死亡后，碳循环中断，碳14逐渐衰变至没有。在化石标本中采样测量碳-14的丰度，与1.2×10^(-12)比较，即可计算出生物生活的年代。
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。
例子: 通过ASTM D6866，100%来源石油衍生成分的聚乙烯制作的产品只有0% 的生物基含量,而一个由100%来源于植物的聚乙烯制作的产品将有一个100%的生物基含量结果。
通过ISO / IEC 17025:2005认证的BETA实验室还为全世界的产品制造商、分销商和研究人员提供生物基产品、生物燃料、垃圾衍生燃料和燃烧排放气体（CO2气体）的生物基/可再生碳含量测试。
BETA实验室利用碳-14原理进行天然产品来源测试，如香精、香料、精油、化妆品和补充剂，来识别产品中的化石衍生来源成分。<ref>[https://www.radiocarbon.cn/biobased/biobased/carbon14-dating.html 理解碳14分析，生] </ref>
== 参考来源 ==