揭秘放射性核素碳-14的科学传奇
创始人
2025-12-25 16:40:41
0

碳-14由6个质子和8个中子构成,是元素周期表的碳元素的放射性同位素,半衰期约为5730年。自1940年碳-14被美国科学家马丁·卡门与塞缪尔·鲁宾发现以来,已成为揭示地球生命史、诊断疾病和追踪环境变化的关键工具。

穿越时空的考古侦探

1946年,芝加哥大学教授威拉得·利比开创性地将碳-14应用于年代测定。原理是依据地球上活着的生物体内的放射性碳-14含量与稳定碳-12的比例几乎保持不变。生物一旦死亡,将停止摄入碳-14,体内碳-14按照指数衰变规律进行衰减。科学家通过测量古代遗存中的碳-14与碳-12,能推算出样本的年代。该方法成功测定埃及金字塔建造年代,威拉得·利比也因此获得1960年诺贝尔化学奖。我国湖南长沙的马王堆汉墓,考古学家通过测定木质样本中的碳-14,精准推算出墓葬年代为公元前2世纪,与史书记载一致。

医学诊断的隐形探针

在临床,碳-14呼气试验已成为检测幽门螺杆菌感染快速、简单、安全的诊断方法。如果患者胃中存在幽门螺杆菌感染,那么患者口服含有碳-14标记的尿素胶囊(尿素[碳-14]胶囊)后,幽门螺杆菌分泌的尿素酶会将胶囊中的尿素分解为氨和碳-14标记的二氧化碳。通过检测呼出气体中放射性碳的含量,即可判断感染情况,准确率超过95%。一般每粒尿素[碳-14]胶囊的放射性活度为27.8kBq。口服尿素[碳-14]吸收迅速,0.11小时即可达峰,24小时粪尿排出达65%。但是孕妇和哺乳期妇女不宜做此试验。

我国在碳-14生产也实现了重大突破。2024年秦山核电站成功实现碳-14批量化生产,彻底结束了我国依赖进口的历史,为幽门螺杆菌检测、药代动力学研究等提供了稳定的同位素来源。

农业与环境的微观追踪者

碳-14可以被用作示踪剂,用于检测农作物上的农药残留量,例如通过在农药中加入碳-14,可以追踪农药在农作物和环境中的分布和降解情况,从而评估农药使用效果的安全性和对环境的影响。此外,碳-14还可以用于研究土壤中的碳循环和有机物的分解过程,从而为农业生产提供科学的指导。

从考古断代到医学诊断再到农药分子追踪,碳-14一直在为人类破解自然密码。随着我国碳-14国产化生产的实现和检测技术的持续进步,这位原子水平的“科学侦探”必将在更多领域书写传奇,帮助我们更深刻地理解过去、把握现在、预见未来。

相关内容

热门资讯

七部门推平台经济发展“路线图”... 记者6月18日从工业和信息化部获悉,工信部、中央网信办、国家发改委等七部门联合印发《促进平台经济大中...
大模型API降价释放了三重信号 近日,上游算力租赁价格持续走高,下游国内主流大模型API(应用程序编程接口)却迎来一轮大幅降价,多款...
全球首次:我国科学家实现单神经... 感谢IT之家网友 的线索投递! 6 月 19 日消息,据央视报道,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新...
实测 | 选品、比价、省钱、支... 凌晨刷着满屏“618”满减规则,来回切换京东、淘宝、抖音三款App(应用程序),比价、搜索的繁琐,让...
国产之“光”爆单 AI算力拉动... 今年以来,AI算力浪潮席卷全球。如果把AI大模型比作最强大脑,那么光通信就是为它输送海量数据的“高速...
光量子计算机“天衍-P2000... 近日,在中国科学院量子信息与量子科技创新研究院指导下,中国电信旗下中电信量子集团联合九章(济南)量子...
消息称阿里将推出“千问输入法”... 6月18日,据读佳消息,阿里千问团队将推出名为“千问输入法”的独立APP,产品已开发完成,即将上线各...
银行业保险业人工智能安全开发应... 新华社北京6月18日电(记者李延霞、张千千)国家金融监督管理总局6月18日对外发布《关于银行业保险业...
反转!追觅全面回归主业,战略调... 别看追觅现在拿了全球扫地机双第一,国内有科沃斯、石头、云鲸死死咬住份额,技术迭代速度极快,海外又有戴...
苏黎世为Robotaxi开绿灯... 近日,自动驾驶企业文远知行与全球出行巨头 Uber 联合官宣,双方将在瑞士苏黎世落地商业化 Robo...