一、14C測年法

自然界中的14C是宇宙射線與大氣中的氮通過核反應(yīng)產(chǎn)生的。碳-14不僅存在于大氣中，隨著生物體的吸收代謝，經(jīng)過食物鏈進(jìn)入活的動物或人體等一切生物體中。由于碳-14一面在生成，一面又以一定的速率在衰變，致使碳-14在自然界中（包括一切生物體內(nèi)）的含量與穩(wěn)定同位素碳-12的含量的相對比值基本保持不變。

 

當(dāng)生物體死亡后，新陳代謝停止，由于碳-14的不斷衰變減少，因此體內(nèi)碳-14和碳-12含量的相對比值相應(yīng)不斷減少。通過對生物體出土化石中碳-14和碳-12含量的測定，就可以準(zhǔn)確算出生物體死亡（即生存）的年代。例如某一生物體出土化石，經(jīng)測定含碳量為M克（或碳-12的質(zhì)量），按自然界碳的各種同位素含量的相對比值可計算出，生物體活著時，體內(nèi)碳-14的質(zhì)量應(yīng)為 m克。但實(shí)際測得體內(nèi)碳-14的質(zhì)量內(nèi)只有m克的八分之一，根據(jù)半衰期可知生物死亡已有了3個5730年了，即已死亡了一萬七千二百九十年了。美國放射化學(xué)家W．F．利比因發(fā)明了放射性測年代的方法，為考古學(xué)做出了杰出貢獻(xiàn)而榮獲1960年諾貝爾化學(xué)獎。

 

由于碳-14含量極低，而且半衰期很長，所以用碳-14只能準(zhǔn)確測出5～6萬年以內(nèi)的出土文物，對于年代更久遠(yuǎn)的出土文物，如生活在五十萬年以前的周口店北京猿人，利用碳-14測年法是無法測定出來的。

 

 

二、碳-14標(biāo)記化合物的應(yīng)用

碳-14標(biāo)記化合物是指用放射性14C取代化合物中它的穩(wěn)定同位素碳-12，并以碳-14作為標(biāo)記的放射性標(biāo)記化合物。它與未標(biāo)記的相應(yīng)化合物具有相同的化學(xué)與生物學(xué)性質(zhì)，不同的只是它們帶有放射性，可以利用放射性探測技術(shù)來追蹤。

 

自20世紀(jì)40年代，就開始了碳-14標(biāo)記化合物的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用。由于碳是構(gòu)成有機(jī)物三大重要元素之一，碳-14半衰期長，β期線能量較低，空氣中最大射程 22cm，屬于低毒核素，所以碳-14標(biāo)記化合物產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣。至80年代，國際上以商品形式出售的碳-14標(biāo)記化合物，包括了氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)、糖類、核酸類、類脂類、類固醇類及醫(yī)學(xué)研究用的神經(jīng)藥物、受體、維生素和其他藥物等，品種已達(dá)近千種，約占所有放射性標(biāo)記化合物的一半。

 

以碳-14為主的標(biāo)記化合物在醫(yī)學(xué)上還廣泛用于體內(nèi)、體外的診斷和病理研究。用于體外診斷的競爭放射性分析是本世紀(jì)60年代發(fā)展起來的微量分析技術(shù)。應(yīng)用這種技術(shù)只要取很少量的體液（血液或尿液）在化驗(yàn)室分析后，即可進(jìn)行疾病診斷。由于競爭放射性分析體外診斷的特異性強(qiáng)，靈敏度高，準(zhǔn)確性和精密性好，許多疾病就可能在早期發(fā)現(xiàn)，為有效防治疾病提供了條件。

碳-14標(biāo)記化合物作為靈敏的示蹤劑，具有非常廣泛的應(yīng)用前景。

 

12C是質(zhì)子數(shù)和中子都為6的碳原子，它是碳元素的一種同位素，在世界現(xiàn)存碳元素中豐度為98.89%，是最常見的碳同位素。

碳12原子被用來作為阿伏伽德羅常數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)：12克碳12中所含原子的個數(shù)被定義為阿伏伽德羅常數(shù)6.022×1023。

 

碳13是碳的穩(wěn)定同位素之一，在地球自然界的碳中占約1.109%