利用C14放射同位素分析仪,开启精准测量
C14同位素即碳-14（Carbon-14），其原子核含有6个质子和8个中子，相对于碳的两种稳定同位素（碳-12和碳-13）而言，碳-14具有放射性。
碳-14的形成主要是由宇宙射线中的中子轰击氮-14原子核，使其转变为碳-14，这一过程称为宇宙射线产生的核反应。
年2月，美国科学家卡门与同事鲁宾，在加州大学伯克利实验室的加速器上，用氘核轰打石墨靶获得碳的放射性同位素碳-14，几年后科学家确定碳十四的物理半衰期为年，衰变方式为β衰变。
来源：中国同辐
C14的主要应用·穿梭古今的神奇碳元素
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碳14测年
C14测年方法建立的基础是核物理学。由宇宙射线中子对大气中的氮作用产生C14。生物生长过程中，由于一直处于与大气的交换状态，生物体C14水平与大气C14水平保持一致。一旦生物死亡，脱离了交换状态，其体内C14水平随着时间的流逝因衰变而逐渐降低。通过测定生物体中剩余C14含量，就可获悉生物死亡的年代，这是C14测年的基本原理。
碳14衰变正弦曲线ESR/U系联合牙齿化石测年技术流程C14测年方法主要包括常规测年法和加速器质谱测年法。在考古学、地质学中、古生态学等研究中，C14测年迄今仍是一项强大可靠的、广泛适用的技术，对于科学家来说极其宝贵。碳十四测年的在考古学中的应用
研究实例：二里头遗址
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标记化合物示踪
用放射性核素C14取代化合物中它的稳定同位素碳12(C12)，并以C14作为标记的放射性标记化合物。
80年代初，国际市场上提供的C14标记化合物以及生物学研究中感兴趣的各种化合物近千种。到80年代中期，C14标记化合物已成为探索化学和生命科学微观运动的不可缺少的工具。C14在检测幽门螺旋杆菌中的应用（网络图片）C14的标记化合物可用于：⑴研究农作物的光合作用、含碳农药在土壤和农作物中的残留情况等；⑵可用于识别化学反应的中间产物、研究反应动力学和反应途径、研究化学键的形成过程、确定化学键的断裂位置、研究催化剂中毒的原因等；⑶用于诊断疾病（如C14–黄嘌呤可用于检查肝功能、幽门螺旋杆菌检测）和制成低能β放射源；⑷观察标记的蛋白质、脂肪、氨基酸等在体内的代谢过程；⑸观察标记的药物在体内的代谢行径及由体内的排除情况等。放射性碳（14C）示踪化石源碳排放示意图（来源：地学之家）C14检测方法对比及选择
01
传统放射性检测仪器
⑴液体闪烁计数器（LSC）
使用液体闪烁体（闪烁液）接受射线并转换成荧光光子的放射性计量仪。但是使用的闪烁液可能是有毒的，需要特殊的处理和处置。另外需要将样品转化为可溶解或悬浮在闪烁液中的形式。环境中的本底辐射和仪器本身的本底可能会干扰测量结果。
⑵气体正比计数器（GPC）
是一种放射性检测仪器，用于检测和量化放射性样品中发射的粒子，尤其是β粒子。但操作过程中需要特殊的气体处理和监控系统。电场的稳定性对计数器的性能至关重要，环境中的本底辐射和仪器本身的本底可能会干扰测量结果。
⑶加速器质谱（AMS）是一种高度灵敏的分析技术，用于测量极微量的放射性同位素，特别是用于C14的定年。但是AMS系统非常复杂且昂贵，需要专门的设施和维护。操作AMS需要高度专业的技术知识和训练，样品的制备过程可能复杂且耗时。
02
新兴放射性检测技术
光谱法工业在线放射性C14检测
和实验室检测方法以及检测仪器相比，在核工业、环境保护、石油和天然气开采等方面，工业在线放射性检测的有很强的市场需求。例如在核电站、核燃料循环设施、核废物处理设施等需要实时监测放射性物质的泄漏和排放，以确保工作人员和周围环境的安全。与液体闪烁计数器（LSC）相比，光谱法工业在线放射性C14检测的灵敏度更高、需要的样品量少、检测时间更短以及实时监测能力更强。C14光谱法工业在线检测不依赖于放射性测量，因此不需要特殊的放射性安全措施和许可，光谱法通常能够提供快速的分析结果，适合在线监测和实时分析。
另一项研究中，建立了使用中红外（mid-IR）范围腔衰荡光谱（CRDS）系统的1?CO?浓度测量系统，用于核电站中C14的监测。该技术以其高灵敏度（约50ppt）和对1?CO?的高效测量能力，显示出了替代目前核电站中使用的液体闪烁计数（LSC）技术的潜力。国内首个碳14放射性光谱法检测仪器，是苏州冠德科技参加国家重点研发计划的重要成果，新产品新技术的出现，为更严格和高效的C14管理和监测提供了新的可能性。Grand1?CO?为C14同位素分析仪，该仪器是通过腔衰荡光谱测量技术，利用中红外量子级联激光器和高品质光学腔实时测量1?CO?气体分子的光谱信息，可实现对CO?中的C14浓度进行高灵敏度、高分辨率、高响应速度的实时在线检测。
该仪器无需高真空系统，系统稳定性强，体积小，不仅可在实验室中使用，也可应用在核电站现场、医疗机构等场景，尤其适用于针对核废料检测、核电站附近大气环境监测、地质年代测定、幽门螺旋杆菌诊断等工作。
1
核心优势
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可在现场部署，实时在线检测
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测量灵敏度高，可做到亚ppb量级精准检测
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测量速度快，几分钟便可得到1?CO?浓度值
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测量范围广，能做到ppt~ppm量级间的测量
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所需样品气量小，1毫升即可测样
6
可对CO?气体进行直接检测，给出同位素值
2
应用领域
存在特定的监测需求时，例如在核工业中监测放射性物质的排放，光谱法工业在线放射性C14检测可能用于以下领域：
核工业
核电站和核燃料循环设施需要监测C14的排放，以确保安全和合规
放射性碳示踪
在环境科学和地质学中，用于进行放射性示踪研究，以追踪放射性同位素在生态系统中的流动
生物医药
在生物医学研究中，C14同位素分析仪用于研究生物体内外的碳循环，以及药物和生物分子在生物体内的代谢和分布
地质环境
研究地质事件和生物地层学，以及评估地质和气候变迁；研究生物地球化学循环，如碳循环和生态系统动态
在上述提到的应用领域中，目前最广泛应用的领域是核工业。核工业包括核电站、核燃料循环设施、核废物处理设施等，这些设施需要实时监测放射性物质的泄漏和排放，以确保工作人员和周围环境的安全。
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应用案例
核电站样品检测：在核电站周围的大气环境中存在着一定量的C14同位素分布，对其进行快速精确的测量可以监控核电站周围环境指标是否正常，有无泄漏位置，对确保核电站附近环境的安全起到一定作用。
核电站产生的废料具有较大放射性，对环境及人体都有很大危害，对其进行高精度检测可以监控排放指标情况，避免对周围环境及居民造成危害。以下是使用本仪器对核工业提供的核电站C14样品进行的检测测试结果。
动态浓度稀释已实现亚ppb量级的1?CO?检测
Allan方差分析，1?CO?的最低检测限可到1.2ppt
参考文献：1.李梦琪,韩非,肖萍.中国早中更新世古人类遗址年代学研究中两种同位素测年方法的应用与思考[J].第四纪研究,,42(5):-.doi:10./j.issn.-..05..张雪莲.人类历史的时间标尺——碳十四测年方法及其在考古学中的应用.中国社会科学院..12..科学认识放射性同位素碳14.中国同辐4.放射性碳同位素(14C)：研究人类活动影响大气环境和气候变化的利器.地学之家转载注明： http://www.xwoae.com/jbyf/22043.html
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