如何使用放射性碳定年法计算器
放射性碳定年法计算器将测量的 ¹⁴C 活度比值转换为以年为单位的估算年代。选择与数据匹配的输入类型并输入数值即可。
- 选择输入类型 — 若已知原始 ¹⁴C 中仍存在的百分比，选择「剩余 ¹⁴C（%）」；若有分数活度（0 到 1），选择「比值 N/N₀」；若已知衰变百分比，选择「已衰变 ¹⁴C（%）」。
- 输入数值 — 百分比模式输入 0 到 100 之间的数值；比值模式输入 0 到 1 之间的数值。
- 查看结果 — 放射性碳定年法计算器将展示公式、代入步骤、经历的半衰期次数和以年为单位的估算年代。
公式与原理 — 放射性碳定年法计算器
放射性碳定年法计算器 使用的核心公式或规则采用由指数衰变定律推导的放射性衰变年龄公式：
t = −T₁/₂ × ln(N/N₀) / ln(2)| 符号 | 含义 | 数值 |
|---|---|---|
| t | 样品年代 | 年 |
| T₁/₂ | ¹⁴C 半衰期 | 5730 年 |
| N | 样品中当前 ¹⁴C 活度 | — |
| N₀ | 原始 ¹⁴C 活度（死亡时） | — |
碳-14 由高层大气中氮-14 受中子轰击生成。生物体在存活期间持续与环境交换碳，维持大致恒定的 ¹⁴C/¹²C 比值。死亡后不再摄入新的 ¹⁴C，现有 ¹⁴C 以半衰期 5730 年的速率持续衰变。
假设与适用范围
- 假设初始 ¹⁴C/¹²C 比值历史上保持恒定。实际上该比值存在变化，需使用树轮年代学记录（IntCal 校准曲线）进行修正。
- 可靠测年范围：约 300 至 50,000 年前。较新样本可能受大气核试验影响；较老样本 ¹⁴C 含量过低。
- 本放射性碳定年法计算器仅提供理论估算，实际测年需要 AMS 或液体闪烁计数实验、校准和不确定度分析。
放射性碳定年法计算器的应用场景
放射性碳定年法计算器适用于科学教育和初步研究，常见用途包括：
- 考古学 — 估算木器、木炭、纺织品等有机文物的年代。
- 地质学与古生物学 — 对沉积柱或化石组合中的有机物料进行定年。
- 化学与物理教学 — 演示放射性衰变和半衰期计算原理。
- 环境科学 — 估算泥炭、土壤有机质或湖泥层位的年代。
放射性碳定年法计算器提供透明的逐步推导过程，有助于理解如何将测得的 ¹⁴C 比值转换为日历年代。