揭示过去 55,000 年：新的原子能机构放射性碳测年和法医学电子学习课程

自 1471 年以来，Capitoline Wolf 一直收藏在意大利罗马的 Capitoline 博物馆中，现在已知是在 12 世纪生产的，这要归功于放射性碳年代测定法。(照片：977_rex_977/Adobe Stock)

传说罗马是由罗穆卢斯和雷穆斯创建的，这对双胞胎兄弟在婴儿时期被遗弃后，哺乳了一只母狼以求生存。几千年来，在无数艺术品中重现了狼奶头上的小男孩的形象，但很少有像卡比托利欧狼“La Lupa Capitolina”这样出名的。

这座 75 厘米高的青铜雕像于 15 世纪被发现，当时被认为已有一千多年的历史。直到 2000 年代，使用核技术进行的分析——放射性碳测年——震惊了世界，打破了这种信念，并将雕像的年代确定为 12 世纪。

一项单一的科学技术如何能够如此迅速而有力地推翻几个世纪以来对如此重要的文化人工制品的理解?原子能机构关于加速器质谱法(AMS)测年的新的免费在线学习课程揭示了放射性碳测年的威力、其基本原理以及如何处理和解释其数据。该课程还阐述了案例研究，包括 Capitoline Wolf，并概述了其他测年方法和法医 AMS 应用。

“放射性碳年代测定法在考古学领域绝对具有变革性，现在随着加速器的日益普及，它有机会更广泛地用于鉴定和出处，”原子能机构专门研究加速器应用的核物理学家 Aliz Si​​mon 说. 她和她的团队开发了由 IAEA技术合作计划资助的电子学习课程，以提高放射性碳测年和 AMS 技术的知识。“重要的是，我们培训那些可以成为 AMS 技术的最终用户的人，以提高我们对过去的了解，甚至解决犯罪问题，并打击艺术品、食品、药品和象牙的非法贸易，”西蒙说。

AMS 测年是一种使用质谱仪和粒子加速器测量长寿命同位素(主要是碳 14)的技术。碳 14 是存在于所有生物体中的放射性同位素。它以稳定的速度衰减，因此通过测量样品中碳 14 的含量，研究人员可以确定它的年龄。虽然测量碳 14 作为一项技术最初是在 20 世纪 40 年代后期使用液体闪烁计数器和气体正比计数器构想出来的，但如今 AMS 测年更受欢迎，事实证明它更灵敏、耗时更少且需要的样本更少。

一堂有启发性的核科学课程

原子能机构的在线课程分布在六个模块中，参与者在完成课程后会获得证书。模块需要 45 到 60 分钟才能完成，每个模块都会通过测试对学生进行评估——通过分数必须达到 60% 才能获得证书。

“为了开发这门课程，我们与我们的合作伙伴——国际原子能机构合作中心巴黎萨克莱大学等全球知名机构——密切合作，以确保内容有趣并且与那些可能对 AMS 应用不熟悉的人相关，例如考古学家、来自人文学科背景的博物馆馆长和法医科学家，”原子能机构遗产科学副项目官员 Lena Bassel 说。该课程的另一个合作伙伴是澳大利亚核科学技术组织 (ANSTO)，它是一个 IAEA 合作中心，其对AMS 的创新使用揭示了澳大利亚非凡而悠久的历史。

放射性碳年代测定法帮助确定澳大利亚金伯利的岩石艺术距今 17,000 多年前。(照片：Bewley/Adobe Stock)

在西澳大利亚金伯利地区发现的众多岩石掩体中，估计有 100,000 幅艺术图像。内陆这一地区的赭石色岩石装饰着动物、人物和抽象概念，讲述着该地区土著人民的故事和历史。在一个被描述为电子学习课程案例研究的项目中，墨尔本大学和 ANSTO 的研究人员开发了一种方法，可以从位于金伯利一些岩石艺术画上方和下方的古代黄蜂巢中提取可数据碳。研究人员还开发了测试来确定这些年龄估计的可靠性，这表明一件岩石艺术已有 17,000 多年的历史 - 是澳大利亚最古老的放射性测年岩石艺术之一。

“第一澳大利亚人的文化是世界上最古老的连续文化，金伯利拥有丰富的不同风格和图案的绘画，”ANSTO 首席研究科学家 Geraldine Jacobsen 说。“虽然很明显这些画作很古老，但由于所用颜料的类型和岩画的状况，很难确定它们的年代。然而，使用创新的 AMS 方法，我们已经成功地对其中一些进行了测定，并将继续使用 AMS 来更好地探索澳大利亚的过去。”