• 炭素-14は炭素の弱い放射性同位体であり、放射性炭素とも呼ばれ、同位体クロノメーター
• C-14年代測定は、有機および一部の無機材料（金属には適用されません）にのみ適用されます。
• ガス比例計数、液体シンチレーション計数、加速器質量分析は、三つの主要な放射性炭素年代測定法です。

放射性炭素年代測定とは何ですか？

放射性炭素年代測定は、生きている生物に由来する炭素ベースの材料の客観的な年齢推定を提供する方法です。 1試料中に存在する炭素14の量を測定し、これを国際的に使用されている参照標準と比較することによって、年齢を推定することができる。

放射性炭素年代測定技術が現代人に与えた影響は、20世紀の最も重要な発見の一つとなっています。 他の科学的方法は、彼の現在のだけでなく、すでに数千年前に起こった出来事の人間の理解に革命をもたらすことができませんでした。 考古学やその他の人間科学は、理論を証明または反証するために放射性炭素年代測定を使用しています。 長年にわたり、炭素14年代測定は、地質学、水文学、地球物理学、大気科学、海洋学、古気候学、さらには生物医学にも応用されています。

炭素年代測定の基本原則

放射性炭素（炭素14）は、不安定で弱く放射性である元素炭素の同位体です。 安定同位体は炭素12と炭素13である。

炭素14は、宇宙線中性子が窒素14原子に及ぼす影響によって、上層大気中で継続的に形成されています。 それは空気中で急速に酸化されて二酸化炭素を形成し、世界的な炭素循環に入ります。

植物や動物は、生涯を通じて二酸化炭素から炭素14を同化します。 彼らが死ぬと、彼らは生物圏と炭素の交換を停止し、その炭素14含有量はその後、放射性崩壊の法則によって決定された速度で減少し始めます。

放射性炭素年代測定は、本質的に残留放射能を測定するために設計された方法です。

放射性炭素–AMS対放射年代測定

任意の試料の炭素14含有量を測定するために使用される三つの主要な技術があります—ガス比例計数、液体シンチ

ガス比例計数は、所与の試料によって放出されたベータ粒子を計数する従来の放射年代測定技術である。 ベータ粒子は放射性炭素崩壊の生成物である。 この方法では、ガスの比例したカウンターの測定が起こる前に炭素のサンプルは二酸化炭素のガスに最初に変えられます。

液体シンチレーションカウンティングは、1960年代に普及したもう一つの放射性炭素年代測定技術であり、この方法では、サンプルを液体の形にし、シンチレータを添加する。 このシンチレータは、ベータ粒子と相互作用するときに光のフラッシュを生成します。 サンプルを入れたバイアルは、2つの光電子増倍管の間を通過し、両方のデバイスが光のフラッシュを登録したときにのみカウントが行われます。

加速器質量分析（AMS）は、試料の放射性炭素含有量を測定するためのより効率的な方法であると考えられている現代の放射性炭素年代測定法です。 この方法では、炭素14含有量は、存在する炭素12および炭素13に対して直接測定される。 この方法では、ベータ粒子はカウントされませんが、試料中に存在する炭素原子の数と同位体の割合がカウントされます。

炭素-14年代測定可能な材料

すべての材料が放射性炭素年代測定できるわけではありません。 すべてではないにしても、ほとんどの有機化合物は日付を記入することができます。 シェルのアラゴナイト成分のようないくつかの無機物は、鉱物の形成が大気との平衡における炭素14の同化を含む限り、年代測定することもできる。

この方法の開始以来、放射性炭素年代測定されているサンプルには、木炭、木材、小枝、種子、骨、殻、革、泥炭、湖の泥、土壌、毛髪、陶器、花粉、壁画、サンゴ、血液残渣、布、紙

放射性炭素含有量を分析する前に、可能性のある汚染物質を除去するために、これらの材料に対して物理的および化学的前処理が行われます。

炭素年代測定基準

年齢不明の特定のサンプルの放射性炭素年代は、その炭素14含有量を測定し、その結果を現代および背景サンプルの炭素14活

放射性炭素年代測定研究所で使用されている主要な現代標準は、メリーランド州の国立標準技術研究所から得られたシュウ酸iでした。 このシュウ酸は1955年にテンサイから来ました。 シュウ酸Iの放射性炭素活性の約95％は、化石燃料の影響を受けない1890年の絶対放射性炭素基準（木材）の測定された放射性炭素活性に等しい。シュウ酸Iの在庫がほぼ完全に消費されたとき、別の標準は1977年のフランスのビート糖蜜の作物から作られました。 新しい基準であるシュウ酸IIは、放射性炭素content有量の点でシュウ酸Iとわずかな違いしかないことが証明されました。 長年にわたり、他の二次放射性炭素基準が作られてきました。

バックグラウンドでの材料の放射性炭素活性も、サンプル分析中に得られた結果からその寄与を除去するために決定されます。 背景放射性炭素活動を測定し、得られた値はサンプルの放射性炭素年代測定結果から差し引かれます。 分析される背景サンプルは、通常、石炭、亜炭、石灰岩などの無限の年齢の起源で地質学的である。

炭素14年代測定

放射性炭素測定は、従来の放射性炭素年代（CRA）と呼ばれています。 CRA規則には、(a)リビー半減期の使用、(b)シュウ酸IまたはIIまたは現代の放射性炭素標準としての適切な二次標準の使用、(c)サウスカロライナ州のPeedeeにおける炭酸塩標準VPDB-白亜紀ベレムナイト形成における炭素12/炭素13の比に対する標準化または基準値–25.0に対するサンプル同位体分画の補正、(d)ゼロBP(現在の前)はAD1950として定義されており、(e)炭素12/炭素13の比に対する標準化または基準値に対する試料同位体分画の補正が含まれる。世界の放射性炭素レベルは一定であることを示しています

標準誤差は、放射性炭素年代測定結果でも報告されているため、”±”の値です。 これらの値は、統計的手段によって導出されています。

放射性炭素年代測定のパイオニア

アメリカの物理化学者ウィラードリビーは、放射性炭素活動を測定する方法を開発するために、第二次世界大戦 彼は、放射性炭素または炭素14と呼ばれる不安定な炭素同位体が生きている物質に存在する可能性があることを示唆した最初の科学者であると信じられている。

さん リビーと彼の科学者チームは、有機試料中の放射性炭素の最初の検出を要約した論文を発表することができました。 また、最初に放射性炭素の崩壊率を測定し、半減期として5568年±30年を確立したのはリビー氏でした。

1960年、リビー氏は放射性炭素年代測定の開発に尽力したことが認められ、ノーベル化学賞を受賞しました。

1. アメリカ化学会の歴史的な化学ランドマーク。 放射性炭素年代測定の発見（2017年10月31日閲覧）。
2. シェリダン-ボウマン、放射性炭素年代測定: 過去の解釈（1990）、カリフォルニア大学プレス

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