1. 탄소-14 형성:탄소-14(1⁴C)는 우주선이 질소 원자와 상호 작용하여 지구 대기에서 자연적으로 생성되는 탄소의 방사성 동위원소입니다.
2. 탄소 흡수:식물과 동물을 포함한 살아있는 유기체는 살아있는 동안 1⁴C를 포함한 환경으로부터 탄소를 흡수합니다. 유기체가 죽으면 대기와의 탄소 교환이 중단되고 유기체 내 1⁴C의 양이 감소하기 시작합니다.
3. 방사성 붕괴:1⁴C는 베타 붕괴를 통해 질소-14(1⁴N)로 붕괴하며 반감기는 5,730년입니다. 이는 5,730년마다 샘플에 있는 1⁴C 원자의 절반이 1⁴N으로 붕괴된다는 것을 의미합니다.
4. 연령 계산:과학자들은 대기 중 알려진 1⁴C 수준과 비교하여 유기 샘플에 남아 있는 1⁴C의 양을 측정하여 유기체가 죽은 지 얼마나 오래되었는지 계산할 수 있습니다. 샘플이 오래될수록 1⁴C가 더 적게 포함됩니다.
5. 샘플 준비:탄소-14 연대 측정을 사용하여 유물의 연대를 결정하기 위해 유물에서 작은 유기 물질 샘플을 조심스럽게 추출합니다. 이는 목재, 가죽, 천 또는 인공물과 관련된 기타 유형의 유기 물질일 수 있습니다.
6. 탄소-14 측정:샘플을 처리하여 탄소를 추출하고 그 안에 있는 1⁴C의 농도를 측정합니다. 이는 액체 섬광 계수 또는 가속기 질량 분석법과 같은 다양한 기술을 사용하여 수행할 수 있습니다.
7. 보정:탄소-14 연대 측정 결과는 지구 대기의 자연적 변동으로 인한 시간 경과에 따른 1⁴C 수준의 변화를 설명하기 위해 알려진 연대 기준 자료에 대해 보정됩니다. 교정 곡선은 이러한 변화를 수정하여 샘플의 실제 연령을 결정하는 데 도움이 됩니다.
8. 연령 결정:과학자들은 샘플에서 측정된 1⁴C 농도를 보정된 참조 곡선과 비교하여 유물의 연령을 결정할 수 있습니다. 결과로 나온 연령 추정치는 유기체가 죽어 대기와 탄소 교환을 중단한 이후 경과된 시간을 나타냅니다.
탄소-14 연대 측정은 고고학, 고생물학, 지질학 및 유기 물질의 연대 측정이 필요한 기타 분야에서 귀중한 도구입니다. 그러나 이 방법에는 특정 제한 사항이 있으며 방법의 정확도가 떨어지기 때문에 약 50,000년 이상 된 재료에는 적합하지 않습니다. 그럼에도 불구하고 이는 인류 역사의 연대기적 맥락과 다양한 과학적 조사를 이해하기 위한 근본적인 기법으로 남아 있다.
