OCR A-Level 物理/场、粒子与物理学前沿/放射性

放射性测年

碳测年

当树木活着的时候，它会从大气中吸收二氧化碳来生产纤维素。绝大多数碳是碳-12，它不具有放射性，但一小部分碳原子是碳-14，它是具有放射性的。树木死亡后，就不会再吸收碳-14。

死亡有机物中碳-14与碳-12的比例会随着时间的推移而下降，因此该比例可以用于测年。

碳测年的局限性

由于碳-14的数量非常少，因此相应的计数率也很低，在几个半衰期之后，它可能与背景计数率难以区分。

假设空气中和所有生物体中碳-14与碳-12的比例是恒定的，如果大气中碳-14的产生率发生变化，则这可能不正确。

岩石测年

其他测年方法用于非生物物质，例如岩石。岩石中含有微量的放射性同位素，这些同位素的半衰期非常长。不同的同位素具有不同的半衰期，可以使用岩石中母原子和衰变产物的相对比例来确定不同年龄岩石的形成时间。

质量-能量守恒

放射性衰变

在放射性衰变中，能量以快速移动的 $\alpha$ 或 $\beta$ 粒子的动能的形式释放，也可能以伽马射线光子的形式释放。这种能量的来源是部分粒子质量转换为能量。