탄소연대측정은 어떻게 하는 건가요?
탄소연대측정은 유물이 발굴되면 그 유물이 어느 시대에 사용되었는지 알아내기 위한 방법으로 알고있습니다.
어떤식으로 시대를 측정할 수 있는 건가요?
안녕하세요. 과학전문가입니다.
탄소연대측정법은 방사성 탄소-14의 반감기를 이용하여 유기체의 연대를 측정하는 방법을 말합니다.
방사성 탄소-14는 질소와 중성자의 핵반응에서 생성되며 대기중에 존재하다가 식물이 광합성을 위해 이산화탄소를 흡수하면 식물의 세포안에 축적됩니다. 이 식물을 동시대에 살던 동물이 먹기 때문에 방사성 탄소-14는 동물 세포에서도 축적됩니다. 살아있는 동안 계속 호흡을 하면서 생물과 대기는 방사성 탄소-14를 교환하므로 그 농도는 대기권의 방사성 탄소농도와 평형을 이루게 됩니다.
생물체가 죽으면 호흡이 중단되므로 방사성 탄소-14는 더이상 세포로 들어오지 않고, 세포 내부에 축적되었던 방사성 탄소-14는 β선을 방출하며 그 수가 감소하기 시작합니다. 어떤 성분이 절반으로 줄어드는데 필요한 시간을 반감기(半減期)라고 하는데, 방사성 탄소-14의 반감기는 5730±40년이므로 5730년 전에 죽은 생물체는 살아 있는 생물체에 비해 방사성탄소의 양이 2분의 1밖에 되지 않습니다.
그래서 오래된 유기체에 남아있는 방사성 탄소-14의 양을 측정하면 그 유기체가 언제 죽었는지 연대를 산출할 수 있습니다. 하지만 다른 시대의 방사성 탄소-14가 외부에서 오염될 수도 있다는 주장에 따라서 탄소연대측정법의 정확도에 대해 논란이 있는 상황입니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
방사성동위원소 연대측정법은 무겁고 불안정한 원소의 반감기를 이용하여 연대를 측정하는 방법입니다. 우리는 다양한 종류의 원소를 발견하였고, 이들의 특징을 탐구하였습니다. 그 특징 중 하나는 방사성 동위원소의 반감기 입니다. 즉, 반감기는 원소의 양이 반으로 줄어드는데 까지 걸리는 시간이며 방사성 동위원소의 수명이 있다는 것을 밝혔죠. 이 사실을 통해 연대 측정을 하는것이죠.
방사성 동위원소란 안정적인 원자(주기율표의 원자)내는 양성자, 중성자, 전자가 동일한 비율로 있지만, 이 안정적인 원자에 중성자가 더 붙어 불안정한 원소가 되는데 이를 의미합니다. 이 방사성 동위원소(모 원소, parent atoms)는 다른 불안정한 원소를 만들거나 안정적인 원소를 만들어내며 붕괴합니다. 이렇게 만들어진 원소를 딸 원소, 자 원소(daughter atoms)라고 합니다. 반감기는 초기에 모 원소의 수의 반이 줄어든 시간이며 이 때 딸 원소의 수는 모 원소의 붕괴된 양만큼 생성됩니다.
(참고로, 중요한 부분은 알아 내고자 하는 연대(과거 의 그 시점)에서의 딸 원소의 양을 알고 있어야 정확한 연대 측정이 가능하다는점입니다. 이러한 점을 보정하는 방법이 아이소크론 연대측정 법입니다.)
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
탄소 연대측정법의 경우 탄소화합물 중의 탄소의 극히 일부에 포함된 방사성 동위 원소인 탄소-14(14C)의 조성비를 측정하여 그 만들어진 연대를 추정하는 방사능 연대 측정의 한 방법입니다.
초기 원시지구의 방사성 탄소의 비율이 100이라고 치면 반감기인 5568년이 지날때마다 50, 25, 12.5 이런식으로 비율이 줄어들게됩니다.
이러한 조성비를 통해 연대를 추정합니다.
감사합니다.
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
지구 대기권 윗부분에는 우주의 높은 에너지로 인해 질량수가 14인 탄소가 만들어집니다.
이 탄소는 시간이 지나 질소가 되는데 대기 중의 탄소의 비율은 일정하게 유지가 됩니다.
또한 이 탄소-14가 질소로 붕괴되는 반감기는 5700년이고 이를 이용하면
유물에 남아있던 탄소의 비율로 시대를 추측할 수 있습니다.
방사선탄소가 일정한 주기로 방사선의 배출량이 감소하는 것을 이용한 연대 측정법으로
방사선탄소는 대기권속에서 이산화탄소를 형성하고 모든 생물체는 호흡을 통해 받아들이고
대기권속의 방사성 탄소의 농도와 평형을 이룹니다.
그러나 호흡을 멈추게 되면 방사성탄소의 흡입이 중단되고
내부에 축적된 방사성 탄소는 베타선을 방출하면서 그수가 줄어들게 됩니다.
이렇게 줄어들어 1/2이되는 기간을 반감기라 합니다.
이를 기준으로 연대를 측정하게 됩니다.
방사성탄소의 반감기는 5730 ±40년 입니다.
이 반감기는 변하지 않기 때문에 남아있는 탄소의 양을 파악하여 비례적으로 계산하면 호흡을 멈춘 년도가 나오게 됩니다.
탄소연대측정법은 탄소화합물의 방사성 동위 원소의 조성비를 측정하여 연대를 측정하는 방법입니다.
동위원소는 일정시간 이상 지나면 전체의 절반으로 줄어들게 됩니다.
간단히 원리를 보자면 방사성 동위원소가 처음에 100개가 있고, 100년마다 절반으로 줄어든다고 가정하겠습니다.
그렇다면 현재 유물에 방사성 동위원소가 25개가 있다는 것이 밝혀졌다면,
이 유물은 200년 전이라는 것을 알 수 있습니다.
왜냐하면 100개가 절반으로 줄어드는데 100년이고, 이 경우 50개가 남으며
다시 절반으로 줄어드는데 100년이고, 25개가 남기 때문입니다.
