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地球上天然14C主要是在大气圈上层（12～16千米）高空中以近于恒定的速率产生，此后通过大气循环、水圈循环、植物光合作用、生物体新陈代谢和海洋交换等过程，以大致恒定的数量均匀地分布于大气圈、水圈、生物圈中所有参与交换的含碳物质中，含碳物质一旦停止了与外界的交换，14C就因放射性衰变而呈指数减少 ：a=a0e-λt ，式中a为含碳样品中14C的放射性比活度（指单位质量物质中的放射性活度） ，a0为处于交换状态中碳的放射性比活度，λ为14C的衰变常数 ，t为样品的年龄。14C年龄测定基于下列前提 ：① 14C在所有交换储集库中分布均匀 ，现代碳的放射性比活度是一常数，不随地理位置和物质种类而变化 。②若干万年以来 ，大气CO2的放射性比活度不随时间而变化 。③样品在停止了14C交换以后保持封闭 。14C法测定的年龄一般为5万年左右，最大限度不超过7万年。因此，凡是几万年以前的含碳物质均可作为14C法样品。例如动植物的残骸、含同生有机质的沉积物和土壤、生物碳酸盐（贝壳、珊瑚） 、无机碳酸盐 、含碳的古代文物等 。14C 法主要应用于第四纪地质史、古地理、古气候、海洋和考古研究等方面。