杭高院环境与气候变化研究团队实现激光光谱技术对C-14同位素的高精度测年突破

来源：浙江师范大学时间：2025-02-27 16:16:42

近日，杭州高等研究院环境与气候变化研究团队在光学领域顶级期刊Optical Express发表题为Laser spectroscopy applied in radiocarbon dating with the bomb peak的研究成果，创新采用饱和吸收腔衰荡光谱（SCAR）技术，联合意大利ppqSense公司成功研制新型激光检测系统，在全球首次实现激光光谱技术对C-14同位素的高精度测年突破。

此研究聚焦“爆炸峰测年”这一特殊场景——20世纪中叶全球核试验形成的¹⁴C浓度的特征曲线，将SCAR技术另辟蹊径，通过直接测量¹⁴CO₂分子光谱吸收强度实现¹⁴C浓度测定，从而实现样品测年。相较于造价逾千万元、维护复杂的AMS系统，本技术无需复杂且耗时的石墨化样品制备流程，大大降低了测量成本。

为验证技术的可靠性，选取多维度样本开展系统实验：中国地质科学院沉积物、意大利1979年份白葡萄酒、历史建筑旧木料及跨越三十余年的印刷品纸张（1968—2000年）。研究显示，该系统在60分钟检测周期内实现0.5 pMC的检测精度，通过解析F¹⁴C特征曲线斜率变化精准锁定样品放射性碳年龄，数据与已知参考年龄高度吻合。此项技术突破为食品真实年份认证、艺术品真伪鉴别及生态系统演变研究提供了全新解决方案，标志着我国在精密同位素检测领域取得重要进展。

此工作由浙江师范大学杭州高等研究院环境与气候变化研究团队与激光感知团队协同攻关，团队成员凌强博士（第一作者）、管祖光教授（通讯作者）联合意大利ppqSense顶尖科研力量共同完成。研究依托正在建设的国内首个放射性碳同位素激光光谱检测实验室推进，此实验室将突破我国相关领域技术壁垒。合作方ppqSense团队凝聚了意大利国家光学研究所（INO-CNR）、欧洲非线性光谱实验室（LENS）及佛罗伦萨大学等顶尖机构科学家，形成“基础研究－技术开发－应用转化”一体化国际创新联合体。