@leopoldPhysikalische Grundlagen
Die drei Kohlenstoff-Isotope 12C, 13C und 14C kommen natürlicherweise in der Luft anteilig am Gesamtkohlenstoffgehalt zu etwa 98,89%, 1,11% und 0,0000000001% vor. Auf einen 14C-Kern kommen so statistisch 1012 12C-Kerne.
Während 12C und 13C stabil sind, zerfällt 14C mit einer Halbwertszeit von 5730 Jahren durch β--Zerfall zu 14N-Kernen. Gleichzeitig bilden sich in den oberen Schichten der Erdatmosphäre neue 14C-Kerne. Wenn die kosmische Strahlung auf Atome der Atmosphäre trifft, werden Neutronen freigesetzt. Trifft ein solches den Kern eines Stickstoff-Isotops 14N, so erfolgt eine Kernreaktion, in der dieses Neutron eingefangen und dafür ein Proton abgespalten wird. Dadurch entsteht aus dem 14N-Kern ein 14C-Kern. Die Neubildung der 14C-Kerne und deren Zerfall war bis zu den ersten oberirdischen Atomwaffentests gleich groß. Die Konzentration der 14C-Kerne in der Atmosphäre war also konstant.
Vor allem durch die Photosynthese der Pflanzen gelangt Kohlenstoff in die Biosphäre. Da Lebewesen bei ihrem Stoffwechsel ständig Kohlenstoff mit der Atmosphäre austauschen, stellt sich in lebenden Organismen dasselbe Verteilungsverhältnis der drei Kohlenstoff-Isotope ein, wie es in der Atmosphäre vorliegt. Auch nicht-organische Stoffe, beispielsweise erschmolzene Metalle oder mit anderen thermischen Verfahren gewonnene Werkstoffe weisen einen nennenswerten Kohlenstoff-Anteil auf.
Wird Kohlenstoff aus diesem Kreislauf herausgenommen (das heißt: wird er fossil), dann ändert sich das Verhältnis zwischen 14C und 12C, weil die zerfallenden 14C-Kerne nicht durch neue ersetzt werden und es gilt das Zerfallsgesetz:
Glücklich sein ist ein sehr beneidenswerter Zustand
