탄소연대 측정법은 어떤 원리로 이루어지나요?

Question

유물이나 유적, 지층의 연대를 측정하는 방사성탄소연대측정법이라는 것은 구체적으로 어떤 원리로 이루어지는 것이고 어느 연대까지 측정이 가능하며 그정확도는 믿을만한 것인가요?

Answer 1

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

방사성탄소연대측정법은 유물이나 유적, 지층에 함유된 방사성 탄소의 양을 측정하여 그 연대를 측정하는 방법입니다. 방사성 탄소는 지구 대기에서 우주선의 영향으로 생성되는 방사성 동위원소로, 반감기가 5730년입니다. 반감기는 처음에 있던 원소의 양이 1/2로 줄어드는 데 걸리는 시간을 말합니다.

방사성탄소연대측정법은 약 5만 년 전까지의 연대를 측정할 수 있습니다. 그 정확도는 약 100년 정도입니다.

Answer 2

안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.

방사성 탄소 연대 측정법은 탄소화합물 중의 탄소의 극히 일부에 포함된 방사성 동위 원소인 탄소-14의 조성비를 측정하여 그 만들어진 연대를 방사능 연대 측정의한 방법입니다.

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이 탄소-14의 양을 실험적으로 측정하는 방법으로는 방사선 계측법과 가속기 질량 분석법이 이용됩니다.

​방사선 계측법은 시료 속에 포함된 탄소-14가 자연적으로 붕괴하면서 방출하는 전자의 수를 액체 섬광 검출기나 기체 비례 계수기와 같은 장비로 정밀 측정하여 탄소-14의 양을 역산하는방법이죠. 하지만 이 방법은 탄소-14의 반감기가 상대적으로 길기 때문에 적은 수의 전자만을 관찰할 수 있고, 이에 따라 상대적으로 큰 통계적 오차를발생시시킵니다.

​가속기 질량 분석법은 매우 적은 양의 시료로도 탄소-14의 비율을 정확히 알 수 있습니다. 시료속의 탄소 원자를 이온화 시킨 후, 입자 가속기로 가속합니다. 가속된 이온을 자기장을 통과 시키면 그 질량에 따라 다른 궤적을 보이는데, 이를 통해 탄소-14 및 다른 탄소 동위원소를 구분할 수 있다.

감사합니다.