<p><b>碳14</b>（<span><span>14<br></span>C</span>）或<b>放射性碳</b>是碳元素的一種具放射性的同位素，於1940年2月27日由加州大學伯克利分校放射性實驗室（現勞倫斯伯克利國家實驗室）的<span data-orig-title="馬丁·卡門" data-lang-code="en" data-lang-name="英語" data-foreign-title="Martin Kamen"><span>馬丁·卡門</span></span>和<span data-orig-title="薩姆·鲁本" data-lang-code="en" data-lang-name="英語" data-foreign-title="Sam Ruben"><span>薩姆·魯本</span></span>首先發現。碳-14原子由宇宙射線撞擊空氣中的氮原子所產生。碳-14的原子核由6個質子和8個中子構成，其半衰期約為5,730±40年，衰變方式為β衰變，衰變過程中，碳-14原子轉變為氮-14原子。在地球上有99%的碳以碳-12的形式存在，其次約1%的碳以碳-13的形式存在，而只有萬億分之一（0.0000000001%）的碳-14存在於大氣中。
</p><p>1940年代，威拉得·利比在美國芝加哥大學利用碳-14的特性發明了放射性碳定年法，並於1960年獲得諾貝爾化學獎 。由於有機材料中含有碳-14，因此根據它可以確定考古學、地質學和水文地質學樣本的大致年代，利用放射性碳定年法最大測算不超過6萬年，而且沒有參照的情況下測算結果誤差較大。
</p>


<h2><span id=".E6.94.BE.E5.B0.84.E6.80.A7.E7.A2.B3.E5.AE.9A.E5.B9.B4.E6.B3.95"></span><span id="放射性碳定年法">放射性碳定年法</span></h2>

<p>由於碳-14之半衰期達5,730年，且碳是有機物的元素之一，一般可以根據死亡生物體的體內殘餘碳-14成份來推斷其年齡。生物藉由呼吸攝入碳-14，在生物體內含量大致穩定不變，而死去後停止呼吸，此時體內留存的碳-14因衰變開始減少。由於碳-14在自然界的各個碳的同位素中的比例很穩定，因此可以透過測量一件古物的碳-14含量，來估計它的大概年齡。這種方法被稱為放射性碳定年法。
</p><p>這個方法估計的大氣碳-14含量可以通過植物年輪（最多可推算到大約10000年前）或者洞穴沉積物（例如鐘乳石，最多可推算到大約45000年前）來推算，根據推算結果對比年輪和洞穴沉積物就可以建立起碳-14的年代變化模型，從而獲得其它樣本的年齡。
</p>
<h3><span id=".E9.99.90.E5.88.B6"></span><span id="限制">限制</span></h3>
<p>碳-14定年法最大測算時間不能超過6萬年，而且所測得的年代有頗大的誤差。而且其假定大氣中的碳-14濃度不會隨時間而改變，也與事實有落差。此外，碳-14測定亦有可能受到諸如火山爆發等自然因素影響，因為在火山噴發時將地下大量氣體和物質帶到大氣中，從而影響碳-14在某區域大氣中的含量。所以，若沒有其他年代測定方法（如：利用樹木的年輪）來檢訂，單單依賴碳-14的測年數據並不完全可靠。隨著現代工業的高速發展和大量化石燃料的應用，古代深藏地下的碳被排放到大氣中並進入生物循環，但是這些化石燃料的碳-14含量非常稀少，因此不會對放射性碳定年法的結果產生干擾。
</p>
<h2><span id=".E5.AD.98.E5.9C.A8"></span><span id="存在">存在</span></h2>
<h3><span id=".E5.8C.96.E7.9F.B3.E7.87.83.E6.96.99.E4.B8.AD"></span><span id="化石燃料中">化石燃料中</span></h3>
<p>大多數人造材料（塑料）由化石燃料，諸如石油或者煤炭製成，其中包含著遠古時期的碳-14。然而，石油蘊藏物中通常存有微量的碳-14，但所含的碳-14的量不穩定，誤差範圍可以從當時有機物中的1％到40000年之間碳-14曾經存在過的最高水平。這表明碳-14的濃度有可能會在自然界當中受到污染，例如細菌、地下放射性物質（例如鈾元素的衰變輻射） 或其它的碳-14的二次製造源。現存的碳-14在其碳質原料的同位素特徵中有機會受到生物源污染或地質岩層附近環境的放射性污染。
</p>
<h3><span id=".E4.BA.BA.E4.BD.93.E4.B8.AD"></span><span id="人体中">人體中</span></h3>
<p>在人體中，碳元素約占整個身體質量的18%。生物體的每克碳內含有大約500億個碳-14原子，其中每分鐘大約有10個碳-14原子衰變。
</p>
<h2><span id=".E5.8F.82.E8.80.83.E6.96.87.E7.8C.AE"></span><span id="参考文献">參考文獻</span></h2>

<h2><span id=".E5.8F.82.E8.80.83.E8.B5.84.E6.96.99"></span><span id="参考资料">參考資料</span></h2>

<h2><span id=".E5.8F.82.E7.9C.8B"></span><span id="参看">參看</span></h2>
<ul><li>放射性碳定年法</li>
<li>碳的同位素</li>
<li>774年至775年間碳14飆升</li></ul><h2><span id=".E5.A4.96.E9.83.A8.E9.80.A3.E7.B5.90"></span><span id="外部連結">外部連結</span></h2>
<ul><li>黃國恩，《「碳十四測年法」的原理是什麼？》，臺灣臺東：國立臺灣史前文化博物館。</li></ul><p><br></p>
<!-- 
NewPP limit report
Parsed by mw2350
Cached time: 20230505230411
Cache expiry: 1814400
Reduced expiry: false
Complications: [show‐toc]
CPU time usage: 0.250 seconds
Real time usage: 0.359 seconds
Preprocessor visited node count: 1703/1000000
Post‐expand include size: 39543/2097152 bytes
Template argument size: 1435/2097152 bytes
Highest expansion depth: 15/100
Expensive parser function count: 2/500
Unstrip recursion depth: 0/20
Unstrip post‐expand size: 8596/5000000 bytes
Lua time usage: 0.115/10.000 seconds
Lua memory usage: 7633240/52428800 bytes
Number of Wikibase entities loaded: 0/400
--><!--
Transclusion expansion time report (%,ms,calls,template)
100.00%  298.922      1 -total
 43.86%  131.103      1 Template:Infobox_isotope
 36.87%  110.198      1 Template:Infobox
 18.80%   56.191      5 Template:Cite_web
 11.14%   33.311      1 Template:Infobox_element/symbol-to-name
 10.48%   31.332      1 Template:Infobox_element/symbol-to-name/format
  8.25%   24.671      7 Template:Cite_journal
  4.92%   14.693     11 Template:Chembox_CASCheck
  4.32%   12.908      2 Template:Tsl
  4.25%   12.705      1 Template:Main_other
-->
**碳 14**（14 
C）或**放射性碳**是碳元素的一種具放射性的同位素，於 1940 年 2 月 27 日由加州大學伯克利分校放射性實驗室（現勞倫斯伯克利國家實驗室）的馬丁・卡門和薩姆・魯本首先發現。碳 - 14 原子由宇宙射線撞擊空氣中的氮原子所產生。碳 - 14 的原子核由 6 個質子和 8 個中子構成，其半衰期約為 5,730±40 年，衰變方式為 β 衰變，衰變過程中，碳 - 14 原子轉變為氮 - 14 原子。在地球上有 99% 的碳以碳 - 12 的形式存在，其次約 1% 的碳以碳 - 13 的形式存在，而只有萬億分之一（0.0000000001%）的碳 - 14 存在於大氣中。

1940 年代，威拉得・利比在美國芝加哥大學利用碳 - 14 的特性發明了放射性碳定年法，並於 1960 年獲得諾貝爾化學獎 。由於有機材料中含有碳 - 14，因此根據它可以確定考古學、地質學和水文地質學樣本的大致年代，利用放射性碳定年法最大測算不超過 6 萬年，而且沒有參照的情況下測算結果誤差較大。

## 放射性碳定年法

由於碳 - 14 之半衰期達 5,730 年，且碳是有機物的元素之一，一般可以根據死亡生物體的體內殘餘碳 - 14 成份來推斷其年齡。生物藉由呼吸攝入碳 - 14，在生物體內含量大致穩定不變，而死去後停止呼吸，此時體內留存的碳 - 14 因衰變開始減少。由於碳 - 14 在自然界的各個碳的同位素中的比例很穩定，因此可以透過測量一件古物的碳 - 14 含量，來估計它的大概年齡。這種方法被稱為放射性碳定年法。

這個方法估計的大氣碳 - 14 含量可以通過植物年輪（最多可推算到大約 10000 年前）或者洞穴沉積物（例如鐘乳石，最多可推算到大約 45000 年前）來推算，根據推算結果對比年輪和洞穴沉積物就可以建立起碳 - 14 的年代變化模型，從而獲得其它樣本的年齡。

### 限制

碳 - 14 定年法最大測算時間不能超過 6 萬年，而且所測得的年代有頗大的誤差。而且其假定大氣中的碳 - 14 濃度不會隨時間而改變，也與事實有落差。此外，碳 - 14 測定亦有可能受到諸如火山爆發等自然因素影響，因為在火山噴發時將地下大量氣體和物質帶到大氣中，從而影響碳 - 14 在某區域大氣中的含量。所以，若沒有其他年代測定方法（如：利用樹木的年輪）來檢訂，單單依賴碳 - 14 的測年數據並不完全可靠。隨著現代工業的高速發展和大量化石燃料的應用，古代深藏地下的碳被排放到大氣中並進入生物循環，但是這些化石燃料的碳 - 14 含量非常稀少，因此不會對放射性碳定年法的結果產生干擾。

## 存在

### 化石燃料中

大多數人造材料（塑料）由化石燃料，諸如石油或者煤炭製成，其中包含著遠古時期的碳 - 14。然而，石油蘊藏物中通常存有微量的碳 - 14，但所含的碳 - 14 的量不穩定，誤差範圍可以從當時有機物中的 1％到 40000 年之間碳 - 14 曾經存在過的最高水平。這表明碳 - 14 的濃度有可能會在自然界當中受到污染，例如細菌、地下放射性物質（例如鈾元素的衰變輻射） 或其它的碳 - 14 的二次製造源。現存的碳 - 14 在其碳質原料的同位素特徵中有機會受到生物源污染或地質岩層附近環境的放射性污染。

### 人體中

在人體中，碳元素約占整個身體質量的 18%。生物體的每克碳內含有大約 500 億個碳 - 14 原子，其中每分鐘大約有 10 個碳 - 14 原子衰變。

## 參考文獻

## 參考資料

## 參看

* 放射性碳定年法
* 碳的同位素
* 774 年至 775 年間碳 14 飆升

## 外部連結

* 黃國恩，《「碳十四測年法」的原理是什麼？》，臺灣臺東：國立臺灣史前文化博物館。
14762-75-5