簡介
碳鍾斷代碳鍾，實際是一种放射性碳-14斷代法。考古學家需要一個十分準確的計時鐘表，來估計一件古文物的年代。而單靠史書的記載，得出來的結果是不準確的。20世紀五十年代，美國化學家利比，根據碳-14半衰期這一特性，創立了這種嶄新的化學分析法。由於這種方法套用廣泛，比史書更準確，具有重大的科學價值，因此，他於1960年獲得了諾貝爾化學獎。
文物含碳-14越少，其年代越久遠。考古工作者從遺址、古蹟中採集到一塊木片，只要測定一下其中碳-14的含量，就可以推算出這木片的年代，從而得出該遺址、古蹟的年代。
原理
碳鐘的原理宇宙空間中有許多宇宙射線，是由宇宙中天體發出的高能粒子組成，它們在撞擊地球大氣層時，跟空氣中的分子發生撞擊和變化，產生中子、質子和電子等微粒。當中子和氮氣分子中的氮原子核碰撞時，氮原子核就會“捕獲”一個中子，釋放出一個質子，自己則變成了碳-14。碳-14具有放射性，當它放出電子後又變成了氮。這樣，由於宇宙射線的作用，碳-14不斷產生，由於自身的放射性，碳-14又不斷減少。結果，大氣層中的碳-14，數量基本維持不變。
大氣中的碳-14和其它碳原子一樣，能跟氧原子結合成二氧化碳。植物在進行光合作用時，吸收水和二氧化碳，合成體內的澱粉、纖維素等，碳-14也就進入了植物體內。當植物死亡後，它就停止吸入大氣中的碳-14。從這時起，植物體內的碳-14得不到外界補充，而在自動發出放射線的過程中，數量不斷減少。科學研究發現，經過5730年，碳-14含量減少一半。再過5730年，碳-14又減少一半。這叫做半衰期。因此，檢測文物的碳-14含量，再根據碳-14的半衰期，就能得出文物的年代。
計算
如果要推測一塊古木的年代，可以先把古木加溫，製取1克碳的樣品，再用粒子計數器進行測量。如果測得樣品每分鐘衰變的次數正好是現代植物所制樣品的一半，表明這快古木經過了碳-14的一個半衰期，即5730年。如果測得每分鐘衰變的次數是其他值，也可以根據半衰期計算出古木的年代。
中國考古工作者用放射性同位素鑒年法對馬王堆一號漢墓外槨蓋板衫木進行測量，結果表明該墓距離今有2130年左右。通過歷史文獻考證，該古墓的年代為西漢早期，約在2100年前，兩者符合得很好。
計算公式：N2=N1*（0.5）的t2 /t1 次方
其中N2表示現在的C14含量，N1表示原來的C14的含量，t2表示生物體距今的時間，t2表示C14的半衰期。
這個公式適用於所有的放射性物質。當然這只能在生物體上測定，如果非生物體上的話就要用別的體系，如測定石頭的地質年代用鉛等其他元素。
誤差
由於不同歷史年代大氣中碳14的量並不一樣，而且半衰期很長，所以碳鍾誤差可達數百年。因此用碳-14隻能準確測出5—6萬年以內的出土文物，對於年代更久遠的出土文物，如生活在五十萬年以前的周口店北京猿人，利用碳-14測年法是無法測定出來的。
2012年10月，日本名古屋大學、大阪市立大學和英國紐卡斯爾大學的研究人員在研究中，利用從福井縣若狹町水月湖湖底採掘的沉積物，製成使碳鍾更加精確的“標尺”。
水月湖堆積層就像年輪一樣，根據不同的堆積層就能判斷年代。研究人員根據在這裡採樣的數據，將測定年代的誤差可由以前的數百年減小到170左右。研究人員認為，這是迄今世界考古領域最精密的“刻度”，除考古之外也可用於調查過去的氣候變化。
例證
20世紀60年代初，考古學家對一座名叫斯涅弗魯的金字塔內的葬品進行了碳14斷代分析，結果準確地算出，這位法老死於公元前2625年。斯涅弗魯是埃及古國第四王朝第一個國王。死後他的兒子胡夫即位，就修建了世界上最大的胡夫金字塔。
中國西安半坡遺址曾出土大量穀子，浙江河姆渡遺址也曾出土了大量水稻，經過碳14測定，它們都是6500年前的遠古遺物。說明早在史前時代，中國就有了相當發達的農業了。
1991年9月19日，兩位德國旅行者在義大利與奧地利交界處的一冰川里，發現了一具皮膚和內臟器官均保存完好的男屍。蘇黎世大學和牛津大學的專家分析後確認：這具男屍已有5300歲（即他死於5300年前）。
