M05 碳-14衰变

碳的同位素
碳有三种同位素(同一元素，核内中子数不同的所有核素，称为同位素):
有8个中子，是一种放射性同位素，它的缓慢衰变速率可用于鉴定动植物的年代，称作放射性碳定年代;
即所谓C-12)有6个中子，它是最常见的同位素;
有7个中子，它的天然丰度只为的1.1%, 但是利用核磁共振谱学技术，的低天然丰度可用于分析有机分子。

在较上层大气中，中子与氮原子碰撞，持续生成碳-14:

中子是在宇宙射线轰击原子，并将其裂解成碎片时产生的。当中子在较上层大气中形成 的同时，已生成的 发射出一个电子衰变成:

由于C-14通过以上反应生成的速率与其衰变的速率相等，大气中¹⁴C/¹²C 的比例保持不变。 核中的一个中子分裂为一个质子和一个电子:

放射性碳确定年代
植物在进行光合成时吸收 CO₂, CO₂中 ¹⁴C/¹²C, 的比例与大气相同。因此，任何以植物为食的生物活体也摄取了该比例的C-14和C-12，则活体组织中碳的活度为每千克0.007微居里(μCi / kg)。然而，一旦动植物死去，C-14的吸收就停止了。由于 C-14 的量随时间而衰减，因此通过分析剩余的放射性可以计算动植物残骸的年龄。每过5750年就有一半的放射性C-14衰减掉(这个时间称为半衰期)。化石以及其他以天然材料制作的物质(如死海古卷羊皮纸)一直都用这种方法确定年代。用这种方法可以相当精确地确定年代，其年代上限可达到5 000年。不过该法也曾用于确定具有45 000年历史物体的年代。