탄소-14

탄소-14
기본 정보
다른 이름	동위성 탄소
기호	14C
중성자 수	8
양성자 수	6
핵 정보
자연존재비	미량 (0.0000000001%)
반감기	5730 ± 40 년
부모 동위 원소	14B, 15B, 17B, 18N
붕괴 생성물	14N
동위 원소의 질량	14.003241 u
스핀	0+
질량 과잉	3.01989305 × 103 keV
결합 에너지	7.520319 × 103 keV
방사성 붕괴 과정별 붕괴 에너지
β- 붕괴	0.156476 MeV

탄소-14(¹⁴C)는 탄소의 방사성 동위 원소이다. 1934년에 안개 상자의 실험 결과를 설명하기 위하여, 탄소-14가 존재 할 것이라는 가설을 세웠다.^[3] 이후 1936년에 탄소-14를 관찰하였고^[4] 1940년에 화학적 성질과 반감기가 밝혀 졌다.^[5]^,^[6] 6개의 양성자와 8개의 중성자, 6개의 전자로 구성되어 있다.

대기중 존재하는 탄소 99%가 탄소-12, 1%가 탄소-13으로 존재하는데, 전체 탄소 중 1조분의 1만이 이 동위원소의 형태로 존재한다. 현 시기 탄소 비율은 ¹⁴C/C = 1.2 x 10⁻¹²이다.

생성과 붕괴

탄소-14는 지상 9km 이상의 대기권에서 우주선에 의해 생성되는 중성자가 질소-14와 핵반응을 이루어 생성된다. 그래서 대기 중에는 일정한 양의 탄소-14가 존재하며, 탄소 순환을 통해 생명체에 흡수된다.

시간이 지남에 따라서 질소-14로 베타 붕괴를 통하여 붕괴되며, 5730±40년의 반감기를 가지고 있다. 이를 이용하여 비교적 단시간이 지난 시료의 연대를 측정하는 방사성 탄소 연대 측정법에 이용된다.

방사성 탄소 연대 측정법

방사성 탄소 연대 측정법은 대기 중에서 탄소 동위 원소의 비율이 일정하다는 점을 이용하여 유기물이 포함된 시료의 연대를 측정하는 방법이다. 이는 살아있는 생물의 경우 식물은 광합성, 동물은 호흡을 통해 탄소 동위 원소의 비율을 일정하게 유지시키지만 죽은 뒤에는 탄소의 교환이 일어나지 않아 체내 탄소-14가 붕괴되어 감소함을 이용하여 연대를 측정한다. 대략 6만 년까지의 연대를 정확하게 측정할 수 있다^[7].

외부 링크

이현주, 백주현, 황진주 외.(2002년)《보존과학 연구 제 23집》, 국립문화재연구소, 197P PDF 자료^{[깨진 링크(과거 내용 찾기)]}

같이 보기

가벼운 핵종 탄소-13	탄소의 동위 원소	무거운 핵종 탄소-15

어미핵종: 붕소-14, 붕소-15 붕소-17, 질소-18^[1]	탄소-14의 붕괴 사슬	딸핵종: 질소-14

각주

↑ ^가 ^나 ^다 ^라 ^마 “Isotope data for Carbon-14” (영어). 2014년 9월 7일에 확인함.
↑ ^가 ^나 ^다 “Carbon-14” (영어). 2014년 9월 7일에 확인함.
↑ Kurie, Franz N. D. (1934). “A new mode of disintegration induced by neutrons”. 《Physical Reviews》 45: 904–905.
↑ Bonner, T. W. and Brubaker, W. M. (1936). “The disintegration of nitrogen by slow neutrons”. 《Physical Reviews》 49: 778. CS1 관리 - 여러 이름 (링크)
↑ Ruben, Samuel and Kamen, Martin D. (1940). “Radioactive carbon of long half-life”. 《Physical Reviews》 57: 549. CS1 관리 - 여러 이름 (링크)
↑ Kamen, Martin D. (1963). “Early history of carbon-14: Discovery of this supremely important tracer was expected in the physical sense but not in the chemical sense”. 《Science》 140: 584–590.
↑ 박준우 (2011년 9월 28일). “숯, 흑연, 다이아몬드, 풀러렌, 탄소”. 2014년 9월 7일에 확인함.

[periodictable.com-1] 가 ^나 ^다 ^라 ^마 “Isotope data for Carbon-14” (영어). 2014년 9월 7일에 확인함.

[WolframAlpha-2] 가 ^나 ^다 “Carbon-14” (영어). 2014년 9월 7일에 확인함.

[3] Kurie, Franz N. D. (1934). “A new mode of disintegration induced by neutrons”. 《Physical Reviews》 45: 904–905.

[4] Bonner, T. W. and Brubaker, W. M. (1936). “The disintegration of nitrogen by slow neutrons”. 《Physical Reviews》 49: 778. CS1 관리 - 여러 이름 (링크)

[5] Ruben, Samuel and Kamen, Martin D. (1940). “Radioactive carbon of long half-life”. 《Physical Reviews》 57: 549. CS1 관리 - 여러 이름 (링크)

[6] Kamen, Martin D. (1963). “Early history of carbon-14: Discovery of this supremely important tracer was expected in the physical sense but not in the chemical sense”. 《Science》 140: 584–590.

[7] 박준우 (2011년 9월 28일). “숯, 흑연, 다이아몬드, 풀러렌, 탄소”. 2014년 9월 7일에 확인함.

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