C-14

碳-14由加州大學伯克利分校放射性實驗室的馬丁·卡門和薩姆·魯本首被發現。它是透過宇宙射線撞擊空氣中的氮原子所產生。碳-14原子核有6個質子和8個中子組成，半衰期為5730±40年。

碳14的應用主要有兩個方面：一是在考古學中測定生物死亡年代，即放射性測年法；二是以碳-14標記化合物為示蹤劑，探索化學和生命科學中的微觀運動。

碳14測年法

自然界中的碳-14是宇宙射線與大氣中的氮通過核反應產生的。碳-14不僅存在於大氣中，隨著生物體的吸收代謝，經過食物鏈進入活的動物或人體等一切生物體中。由於碳-14一面在生成，一面又以一定的速率在衰變，致使碳-14在自然界中（包括一切生物體內）的含量與穩定同位素碳-12的含量的相對比值基本保持不變。

生物在生存的時候，由於需要呼吸，其體內的碳14含量大致不變，當生物體死亡后，新陳代謝停止，由於碳-14的不斷衰變減少，因此體內碳-14和碳-12含量的相對比值相應不斷減少。通過對生物體出土化石中碳-14和碳-12含量的測定，就可以準確算出生物體死亡（即生存）的年代。例如某一生物體出土化石，經測定含碳量為M克（或碳-12的質量），按自然界碳的各種同位素含量的相對比值可計算出，生物體活著時，體內碳-14的質量應為 m克。但實際測得體內碳-14的質量內只有m克的八分之一，根據半衰期可知生物死亡已有了3個5730年了，即已死亡了一萬七千二百九十年了。美國放射化學家W．F．利比因發明了放射性測年代的方法，為考古學做出了傑出貢獻而榮獲1960年諾貝爾化學獎。

由於碳-14含量極低，而且半衰期很長，所以用碳-14隻能準確測出5～6萬年以內的出土文物，對於年代更久遠的出土文物，如生活在五十萬年以前的周口店北京猿人，利用碳-14測年法是無法測定出來的。而且，碳-14測年法假定大氣中的碳-14濃度是不會隨時間而改變，也與事實有落差。此外，碳-14測定法亦有可能受到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來檢訂，單單依賴碳-14的測年數據是完全不可靠的。

碳-14標記化合物的應用

碳-14標記化合物是指用放射性碳-14取代化合物中它的穩定同位素碳-12，並以碳-14作為標記的放射性標記化合物。它與未標記的相應化合物具有相同的化學與生物學性質，不同的只是它們帶有放射性，可以利用放射性探測技術來追蹤。

自 20世紀 40年代，就開始了碳-14標記化合物的研製、生產和應用。由於碳是構成有機物三大重要元素之一，碳-14半衰期長，β期線能量較低，空氣中最大射程 22cm，屬於低毒核素，所以碳-14標記化合物產品應用範圍廣。至80年代，國際上以商品形式出售的碳-14標記化合物，包括了氨基酸、多肽、蛋白質、糖類、核酸類、類脂類、類固醇類及醫學研究用的神經藥物、受體、維生素和其他藥物等，品種已達近千種，約佔所有放射性標記化合物的一半。

以碳-14為主的標記化合物在醫學上還廣泛用於體內、體外的診斷和病理研究。用於體外診斷的競爭放射性分析是本世紀60年代發展起來的微量分析技術。應用這種技術只要取很少量的體液（血液或尿液）在化驗室分析后，即可進行疾病診斷。由於競爭放射性分析體外診斷的特異性強，靈敏度高，準確性和精密性好，許多疾病就可能在早期發現，為有效防治疾病提供了條件。

碳-14標記化合物作為靈敏的示蹤劑，具有非常廣泛的應用前景。

在地球上有99%的碳以碳-12的形式存在，有大約1%的碳以碳-13的形式存在，只有百萬分之一（0.0000000001%）是碳-14，存在與大氣中。

因為實際上人類的食物來源直接或者間接全部來自於植物，因此人體中的碳所包含的C-14跟大氣中的成分相仿。這些體內的放射性碳元素所釋放的遊離輻射的等價劑量對每個人來說差不多為1 mrem/年 (0.01 毫西弗/年) 。這個劑量和鉀-40(0.39 毫西弗/年) 和 氡(不同同位素之間有相當大的差異). 相比要微弱的多。