化學原理啟迪510
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1.
考古學家、地質學家和其他與古地球史有關的學者，非常仰賴放射性物質提供提供古代藝品與石頭的精確年分。
2.
鑑定木頭或衣服這類古物的其中一個重要方法是，放射性碳定年radiocarbon
dating或碳14定年carbon-14 dating。這個方法是1940年代美國化學家Willard Libby所發明的，他因為這項成就而獲得諾貝爾獎。
3.
放射性碳定年使用146C核種的放射性，146C核種以β粒子放射衰變：
146C→0–1e+147N
4.
碳14是在大氣生成的。從太空而來的高能量中子，撞擊氮-14，即產生碳-14：
147N+10n→146C+11H
5.
上述程序持續地產生碳14，並且碳14持續經由β放射分解成氮與電子。數年之後，這二個放射程序的速率變為一致，就像在平衡狀態下的化學反應的反應物質。
6.
大氣裡碳14的量大致保持恆定，碳14可用來為木質與布質的古物定年，能夠鑑定的原因是146C與其他大氣裡的碳異構物，會與氧反應生成二氧化碳。
7. 活的植物在光合作用程序吸收二氧化碳，將二氧化碳的碳，包括146C，輸入分子中。因為活的植物持續從大氣取得碳來建構身體，因此植物活著的時候，它的146C/126C的比例與大氣一樣。
8. 當樹被砍去做木製的杯碗瓢盆，或草本植物被割下來做亞麻布時，146C/126C的比例開始下降。這是因為碳14 146C會放射性衰變，而碳12 126C的核種是穩定的。
9. 由於碳14 146C的半衰期是5730年，考古學家挖掘到的木器，內含的146C/126C的比例若只有一半，那麼這個木器應當是用5730年前活著的樹木製造而成的，這個推算有一個前提是，現在的146C的比例與古代一樣。
10. 年輪年代學者是用年輪為樹定年的科學家，他們從多年生的樹種收集到的資料，判斷大氣碳14的含量。
11. 多年生的樹種，它的年輪隨著大氣顯著成長，鬃錐松bristle pines和紅杉sequoias都屬於多年生的樹種，多年生樹種所提供的數值可讓我們找到精確判斷年代的因子，讓我們可依據工藝品的146C/126C的比例定年，這個方法對判斷一萬年前的古物十分有用。
12. 近期用鈾/釷比例測量古珊瑚的方法，讓科學界對碳14
能否精確地測量出3萬到2萬年前的古物的年代，抱持懷疑。
13. 用碳14為3萬到2萬年前的古物定年，一般推測誤差將達到3000年，現在科學家已做一些努力，重新校正2萬到3萬年前的碳14定年。
14. 放射性定年的一個缺點是，必須將相當大量的物體(多達數公克)燃燒成二氧化碳，然後再分析二氧化碳的放射性。另一種測量146C核種的方法，避免大量破壞珍貴古物，這種技術用質譜儀分析，大約只需要10–3g樣本。
15. 在質譜儀裡，碳原子經過一個磁場時，被離子化和加速，並且移動路徑偏折，因為不同核種的碳質量不同，它們移動路徑的偏折角度也不同，所以能分別測量出來，這個方法讓我們可精確地判斷樣本裡的146C/126C。
n 翻譯編寫Steven S. Zumdahl《Chemical Principles》
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