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考古年代学实验室


  考古年代学实验室为教育部第四纪地质与考古年代学重点学科专业实验室,具有加速器质谱、热释光和光释光等多种年代测定的技术手段,对碳十四制样、热释光和光释光测年的关键技术进行改造和提升。目前,该实验室的碳十四测年精度在国际100多家同类实验室比对中,名列第五,实验室碳十四制样系统已获国家专利。实验室在国家重大项目《夏商周断代工程》、《中华文明探源工程》等的研究中发挥了显著作用。

    

  自1973年建成国内首个液体闪烁法碳十四年代测定系统,1975年与中国社会科学院考古研究所和中国科学院地质化学所合作建立中国的碳十四测年标准,1989年构建高水平的加速器质谱样品制备系统,与北京大学重离子物理研究所合作建立了加速器质谱碳十四测年方法,为国家教育部第四纪地质与考古年代重点学科专业实验室。图为常规碳十四实验室建成初期实验室工作人员合影。     实验室以碳十四测年为主要技术手段,陆续开发了不平衡铀系法、热释光和光释光、电子自旋共振法等一系列测年手段。2007年,建成了与北京大学新购置的碳十四专用加速器质谱仪配套的制样系统,使前处理操作环境、效率和质量控制水平得到显著提高,其操作效率、可靠性及本底水平等多项指标均达到国际同类系统先进水平。图为加速器质谱碳十四样品制备新系统。

 

   

  系列样品的精确碳十四测年是整合考古学相对年代和绝对年代的有效手段。实验室针对埋藏过程和埋藏环境,对碳十四样品产生的影响,田野考古发掘情况下系列样品的采集程序和方法等展开系统研究,初步建立起系列样品的采集规范。图为湖南道县玉蟾岩遗址碳十四标本采集现场。      在样品的埋藏、采样、包装、运输过程中,会引入环境中的碳而引起污染,样品中不同组分中的碳与周围环境交换的程度也有所不同,因此去除污染方法及选择、提取特定组分进行碳十四测量的样品前处理方法研究与建设,是实验室工作的重点之一。图为实验室工作人员对对碳十四样品表面污染物进行显微观察和清除。 
 

   

   2007年,在系统考察的基础上,立足实际,参考、集合国外多家高水平碳十四实验室优点,建成符合实验室发展的多转换头多反应器不锈钢CO2生成及纯化、石墨制样真空系统。20套CO2纯化器,真空度为3.0×10-3mbar;20个独立石墨合成反应室,动态真空度为9.0×10-5mbar,静态<5.0×10-3mbar/2h,反应体积10mL,压强监控精度为1mba。图为CO2生成及纯化真空系统。      经过建设,前处理操作环境、效率和质量控制水平得到显著提高,目前正常运转时每天合成20个石墨样品,本底可达55000年。在操作效率、可靠性及本底水平等多项指标均达到国际同类系统先进水平。图为石墨制备真空系统。
 

   
   实验室针对陶器,石器和沉积物开展释光测年研究,其优点在于可以直接测定考古和地质事件,在一定程度上消除了测年结果和测定事件之间的关联性讨论,并且测年结果不需要校正,在考古、地质、环境、海洋等学科中具有较大应用前景。1995年购置的美国产Daybreak1100热释光测年仪,已完成多项重要科研任务;2007年初配置的丹麦产Risø TL/OSL-DA-20释光测年仪,具有红外和蓝光两种激发光源,一次可以全自动完成48个样品的光释光测年,可实现古剂量值单片测量,测量精度可达5%以内。图为实验室工作人员正在测量古代燧石样品年代。    

 

  


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