방사성 탄소 동위원소를 이용한 절대 연령 측정

탄소는 대부분 ¹²C의 형태로 존재하게 되며, 우주 방사선이 중성자를 만들어 내고, 그 중성자가 대기권의 ¹⁴N와 반응하여 탄소 동위원소인 ¹⁴C를 만들어 낸다.
¹⁴C는 베타붕괴(전자 방출)를 통하여 ¹⁴N으로 변하게 되는데, ¹⁴N은 다시 중성자와 반응하면 ¹⁴C으로 돌아가게 되는 것이다.
1. 탄소 동위원소 생성: ¹⁴N + n →¹⁴C
2. 질소로 변화: ¹⁴C → ¹⁴N + e
위의 1, 2 반응이 순환되면서 대기중의 ¹⁴C의 양이 일정하게 유지되기 때문에, ¹²C : ¹⁴C 의 비는 일정하다.

또한 ¹⁴C는 생성되면 이산화 탄소(CO₂) 생성에 포함될 수 있고, 이렇게 생성된 CO₂를 식물이 광합성의 과정에 이용하게 된다.
따라서, 식물과 동물의 체내에 일정량의 ¹⁴C를 포함하게 되며, 살아 있는 동안은 대기와 상호작용을 하게 되어 일정수준을 유지할 수 있다.
하지만, 식물이나 동물이 공기와 기체교환을 하지 않는 경우가 발생한다면, 그 속에 포함된 ¹²C : ¹⁴C의 비를 이용하여 절대 연령을 측정할 수 있게 된다.

탄소의 반감기가 약 5700년이기 때문에 수천~수만 년 전까지는 분석이 가능하지만,
그보다 오래된 것에 대한 해석에 적합하지 않고, 고고학에 사용되는 방법이다.
따라서, 지층을 이루는 암석이나 화석의 경우 방사성 탄소 연대 측정법을 사용할 수 없고 U-Pb 연대 측정법이나 K-Ar연대 측정법을 사용한다.