原子年龄核试验的令人惊讶的银色衬里

经过:帕特里克·基格(Patrick J. Kiger)|
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1946年7月25日,美国军方在密克罗尼西亚比基尼环礁(Bikini Atoll)举行的“贝克”(Baker)爆炸是Crossroads行动的一部分。美国国防部

看起来很疯狂,曾经有一段时间美国,苏联和其他国家进行了测试核武器通过在大气中爆炸。从1945年到1963年,此类测试终于是被国际条约禁止,爆炸了500多枚核弹,释放放射性辐射那遍地遍布整个地球,对环境和人类健康造成伤害。xf187手机版

例如,1951年以后在美国出生的每个人都暴露于核后果,对于某些人来说,这导致了甲状腺癌的风险增加。美国疾病控制与预防中心(CDC)。

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但是对于那些辐射的科学家来说,也提供了重要的测量工具。测试引起了所谓的14C炸弹脉冲因为大气浓度的尖峰碳14的碳同位素也自然发生。多余的碳14分布在整个地球大气中,1963年测试禁令生效。

自1960年代以来,这种放射性一直在逐渐下降,被植物,动物和人吸收,创建了一种时间戳记,使研究人员能够衡量事物发生时 - 从白鲨的寿命人膝软骨的生长乃至脑细胞。它还使法医调查人员能够以比以前可能更高的精度估算人类遗体的死亡年龄和死亡年龄。

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放射性碳日期如何工作

使用炸弹脉冲是对使用自然发生14C的常规放射性碳预期的进步托马斯·D·荷兰。他是研究教授兼主任法医研究和教育研究所在田纳西州立大学。

荷兰通过电子邮件解释说:“长期以来,放射性碳约会一直是考古学家的中流阶段。”“所有生物都在生命中吸收碳。这包括原子最常见的形式 - 碳12(12C)以及放射性形式的碳-14(14C)。”

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这两种同位素形式都以已知比例存在,这反映在有机组织中的碳中。当有机体死亡时,它停止摄入碳,不稳定的碳14原子开始在已知的半衰期约5700年的已知半衰期衰减。霍兰德说:“这导致不稳定的14c碳与稳定12c的稳定12c下降,而这种下降的比例允许有机物质以某种准确的态度'过时'。”

最大的限制放射性碳年代根据荷兰的说法,一直是错误范围。他说:“根据14C的放射性衰减得出的估计日期,根据样品的大小和质量具有一个正数误差范围。”“通常,一个好样本的错误范围不超过几百年,对于大多数考古目的而言,这是微不足道的,使碳约会的碳在考古工具包中是有价值的工具。”

然而,这个错误范围的问题是一个真正的限制,当日期的材料可能不到100年的历史 - 例如,人类遗体被埋葬在某个地方或从湖中恢复过来。

荷兰说:“被发现埋在树林中的骨骼可能是最近的谋杀受害者,或者他们可能代表了该地区的早期定居者。”“传统的放射性碳年代可以允许对人死亡年份进行点估计,但是如果伴随着200年的加上误差范围,它会使几乎没有使用的估计值 - 至少在法医环境中。”

这是因为大气中天然发生的14℃以相对恒定的量发生,因为触发大气产生同位素的宇宙辐射相对恒定。

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炸弹脉冲改变了放射性碳年代

但是,炸弹脉冲并不恒定。

霍兰德解释说:“在进行地面[核弹]测试的13年中,大气中的相对数量的相对量几乎使正常水平翻了一番。”“在纵向图表上观看,大气中存在的14C总数显示在1963年底具有戏剧性的脉搏,随后每年逐渐下降约4%,因为“人造”炸弹创建的14C被吸收了通过生物和海洋。”

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这意味着,如果在树林中发现的骨骼没有显示大量碳14的存在,那就很好地表明了它的日期1950年。但是,如果有证据表明炸弹脉冲的影响,法医科学家有可能确定骨头属于1950年至今某个时候死亡的人。

“此外,由于大气图14C的图显示了一个尖锐的向上斜率,从1950年的第一次[核弹炸弹]测试开始,在1963年末达到顶峰(在测试禁令条约签署时),然后更逐渐的吸收曲线继续进行到现在,可能有可能“微调” 1950年后去世的人的死亡日期。”荷兰说。

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由于禁止核弹的地面测试,碳14水平一直在下降,并有望最终恢复到基线水平。
哈佛大学

通过检查具有不同生长和“周转率”的有机组织,例如指甲和头发相对于骨骼,科学家可以估计炸弹上的轰炸脉冲向下斜坡下降并推测了一个年龄。

“缓慢重塑的组织(例如骨骼)可能需要几年的营业额,反映出炸弹14c的浓度要比头发(例如头发)更高的炸弹,这将反映出14C的14C吸收到靠近死亡时,因此在较低的情况下较低斜坡下降,”荷兰说。“这可能会导致一到五年内死亡年的估计。”

例如,指甲的碳14水平可以帮助科学家以91%的精度确定死亡年份。2022研究发表在法医和法律医学杂志上。

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科学家还能使用炸弹脉冲约会什么?

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科学家在对象牙贸易的大规模调查中使用了炸弹脉冲将大象的象牙与大象象牙息息相关。该小组分析的几乎所有象牙都有大约两到三年的滞后时间,这表明它不是来自旧来源,而是象牙很可能是最近偷猎大象的。坦桑尼亚索科因农业大学贝恩斯·穆塔巴教授兴发登录m xf839 com

但是炸弹脉冲不仅对与人体约会有用。Thure E. Cerling,地质与地球物理学系主任,以及犹他大学生物科学以及地质与物理学的杰出教授,在此中使用了炸弹脉冲2016年研究关于偷猎象牙贸易。

“我们发现该研究中海关官员抓住的大多数象牙被杀害了不到三年,因此这些不是长期的存储样本,因此,几乎所有被没收的象牙(大概也在象牙交易中)都是来自杀害的动物最近。” Cerling通过电子邮件解释。“这不是'古董象牙。'”

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塞林指出,他的犹他大学之一的同事詹姆斯·R·埃勒林格(James R. Ehleringer)已使用14C测量时间段他说,两者在南美收获可口可乐和从中占领的可卡因和可卡因在美国和海洋学家使用14C来确定海洋如何吸收二氧化碳。

科学家的主要问题是,炸弹脉冲仅对在狭窄的时间窗口中跟踪日期有用。霍兰德说:“实际上,炸弹脉冲将在2030年左右延伸至14C水平,将恢复到1950年前的水平。”一些研究表明燃烧化石燃料只能加快此截止日期。

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