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Beta Analytic 檢測能力與極限

Beta 實驗室通過ISO/IEC 17025:2005認證,現可提供以下化學測試服務:

考古學 / 地質材料和水樣品

  • 測試目的和測試内容:  測定放射性碳年齡/活動,測量14/13C, 14/12C, 13/12C
  • 採用技術:  加速器質譜儀(AMS)
  • 測試範圍:  迄今至 47,000BP
  • 測試極限:  47,000 BP

有機物和碳酸鹽材料、水樣品

  • 測試目的和測試内容:  測定穩定同位素比例, 測量 δ13C, δD, δ15N 及 δ18O
  • 採用技術:  穩定同位素比例質譜儀(IRMS)
  • 測試範圍:  -200/mil 至100/ mil
  • 測試極限:  δ13C (250 – 10,000 mV), δ15N (1,000 – 10,000 mV), δ18O (1,000 – 35,000 mV), δD (1,000 – 35,000 mV)

測試極限的相關背景

直以來,關於液体閃爍計數器(LSC)或AMS的放射性碳定年範圍都争論不斷、一再研究。

一些實驗室在進行一次測試後便報告出一個限定的年齡,如48000 +/- 500或53000 +/- 2500。Beta實驗室透過研究發現,僅通過單次測試的報告很容易给研究人員造成誤解。過去,Beta實驗室曾經將一個中新世的煤炭樣品進行石墨化,並將石墨化後的樣品分成幾個小樣分别寄给7個不同的AMS實驗室測試,而最终得到的年齡範圍是42000 to 53000。

在多次放射性碳定年國際比對活動(TIRI, FIRI, VIRI)中,對亞化石和化石樣品定年结果的範圍差異也做了仔细說明。

當樣品的活動與参考背景幾乎一致時,實驗室會將測試年齡報告為一個真實且保守的值,即大於43500 BP。 該數據是可靠可信的,是根據實驗室内部的AMS報告範圍所得。因此,對於大於43500 BP的樣品,實驗室不會報告出一個有限的年齡 。當樣品的C14活度與参考背景一致或低於背景時,實驗室會將其年齡報告為"大於"43500 BP。

AMS 放射性碳定年

加速器質譜儀(AMS)是為碳定年特别設計的最新儀器。Beta實驗室現擁有多台加速器質譜儀,每台每天可對25-30個樣品進行測試分析。每台儀器中含有2種SNICS離子源(銫濺射負離子源 )。因為SNICS是AMS系统中的主要故障來源,所以充足的設備可保証系统能持續運作,不因故障而影響定年進度。而對於那些容易出現問題或拖延修護時間的零組件,實驗室擁有大量的候補零件。

實驗室會先後注入C13和C12進行C13/C12比例測試,這對於精確的分餾校正是必不可少的一步,這使得校正不必像過去一樣僅能依靠相關測量和假定(對於一些比較舊式的儀器還無法進行該測試)。之後我們會按順序加入C14、C13和C12,利用C14/C12和C14/C13比例進行年齡計算。同時在粒子探測時,對C14/C12、C14/C13和C13/C12比例進行累計來進行品質控制,每個計算都提供3種不同測量以確保同位素在分析中的軌跡是穩定的。

除了在AMS中測量C13/C12比例(為總分餾做校正以得到最精確的常規放射性碳年齡/pMC),樣品的C13/ C12比例也會透過穩定同位素質譜儀進行測試。Beta實驗室内部擁有兩台Thermo-Finnegan公司的Delta Plus型同位素比值質譜儀 ,每台每天可進行70次測量。 兩台機器可以確保持續穩定的輸出數據。

在得到最终數據前,實驗室會對樣品的多重参數進行測試。這包括但不限於陰極電流、萃取離子電流、聚焦銫粒子流、高能C14/C12、高能C14/C13比例、低能C13/C12比例、低能C12電流、低能C13/C12電流和C14計數等。測試完成後,若比例落在Oxalic Acid 現代標準範圍内,則會採用該標準來計算未知的現代分數值。

在定年之前至少會進行2個背景測試,確保最终在樣品盤中不含任何污染物。實驗室會對6個現代標準進行測試,4-5個已知年齡的品質控制標準樣品也會進行測試以保証樣品測試年齡的準確性。

穩定碳同位素比例的測量

根據樣品中同位素分餾的總量(富集或損耗)與現代標準的對比,測量C13/C12比例可對C14年齡進行校正。若未進行該測量,則會在年齡計算中使用假定值。

對於已知材料,該假定值與實際測量時是相當接近的。然而,由於未知的植物材料中可能混含著C3(如闊葉樹)、C4(如玉米)植物以及CAM植物(如絲蘭),因此若不進行同位素測試,則會造成250年的誤差。該測試對於骨頭樣品也是十分重要的,它可以更清楚地了解用於放射性碳測試萃取的骨膠原纯度。