考古中最常用的測定古生物年齡的辦法是用碳-14測年法，碳-14是尋常的碳-12原子的同位素（多了兩個中子）。碳-14有放射性，可以透過貝塔衰變變為氮-14，半衰期是5730年。地球上的碳-14主要來自宇宙線。植物活著的時候吸收二氧化碳，其中碳-14和碳-12的比例是固定的。而植物死後，它所含的碳-12不變，碳-14卻會慢慢衰變掉，二者比例就發生了變化。因此，只要考察化石中碳-14和碳-12的比例，就可以計算出它的死亡時間。

題主所問放射性元素用於考古研究，應該是指考古學中的測年方法，在此列舉幾個同位素測年的方法。

一、碳十四測年法 ，又稱放射性碳素斷代法 (Radiocarbon dating) ，一般寫作 14 C。理論基礎：宇宙射線同地球大氣發生作用產生了中子，當熱中子擊中 14 N 發生核反應並與氧作用便產生了地球上的 14 C 。在大氣環境中新生 14 C 很快與氧結合成含 14 C 的 14 CO 2 ，並與原來大氣中二氧化碳混合，參加自然界碳的交換迴圈，所有生物都含有14 C ，且 14 C 又不斷地衰變成 14 N 。由於迴圈作用，所有的有機體都會透過新陳代謝使其體內的 14 C 濃度與大氣中 14 C 的濃度保持動態平衡。一旦生物體死亡，其放射性碳物質與周圍環境中的交換就會停止，且其中的 14 C 含量就按照放射性衰變規律逐漸減少，經過 5730 年減少為原來的一半；衰變過程中放射出β粒子（ 14 C → 14 N+ β）。因此，可以計算出生物與大氣停止交換的年代。

二、加速器質譜碳 -14 斷代方法 。加速器質譜測年技術（ AMS —— Accelerator Mass Spectrometry ）與 14 C 年代法原理相同，都是基於測樣中碳十四同位素原子數隨時間按指數函式衰變的規律；只是二者的所測物理量和測試技術有別，前者以對碳十四原子計數代替對β粒子的計數。

三、鈾系同位素斷代法 。鈾系同位素斷代（ Uranium-series dating ），又稱不平衡鈾系斷代法，是利用樣品中鈾系、釷系子體放射性的不平衡性測定年代技術的總稱。這種方法適合於舊石器時代古遺址的測年，所測年代在 0.5-50 萬年，而且僅限於測定富含碳酸鈣的岩石。

四、鉀—氬斷代法 (Potassium-argon dating[K/Ar]) ，亦屬於同位素斷代法的一種，是利用礦物中鉀－ 40 衰變成氬－ 40 的原理進行斷代的。

五、裂變徑跡法斷代 。裂變徑跡法斷代 (Fission-track dating) 是利用鈾－238自發裂變徑跡數進行斷代的技術。 裂變徑跡法斷代依賴於合適的考古材料（如黑曜岩）或與考古學有關的熱事件，被高溫烘烤過的礦物顆粒、陶器中的礦物顆粒、人工玻璃等都可作為樣品。但是，由於裂變徑跡法是基於許多假設之上的，而這些假設常常同實際情況有差別，所以遭到質疑，在實際工作中應與鉀－氬法互相校對以確定早期人類遺址的年代。

六、鈾系法斷代。利用鈾系、釷系子體放射性在樣品中的不平衡性測定年代的技術的總稱。它是建立第四紀年代學和對舊石器時代古人類遺址進行斷代的有效手段之一。鈾-238、鈾-235、釷-232三個長壽命放射性同位素在自然界分佈廣泛。它們各自經過一系列的衰變，最後分別變成穩定的鉛-206，鉛-207，鉛-208。如果一個長壽命的放射性同位素母體，在封閉體系內經過一段足夠長的時間(與壽命最長的子體的半衰期相比)，最後各個子體的放射性強度都會達到同母體一樣的水平，稱為母體和子體間達到放射性平衡。如果經過物理的或化學的運動，母子體發生遷移分離，在新的體系中又要趨向於達到新的平衡。這種遷移情況是經常發生的。例如，一般岩溶洞穴中都有石灰華、石筍、石鐘乳等碳酸鹽沉積物。這是由於溶有二氧化碳的天然水流經碳酸鹽巖時使其溶解成為重碳酸鹽，當這種水在洞穴中出露時水份揮發，碳酸鹽便再次沉積。水中一般含有溶解的鈾，這時也跟著碳酸鹽一起沉積出來，但是沒有鈾-238的子體釷-230和鈾-235的子體鏷-231。沉積之後，這兩種子體逐漸積累，在未達到平衡之前，根據它們積累的程度，就可以定出沉積的年代。如果在沉積物中發現了古人類的遺蹟、遺物，則同層沉積物的年代就可以代表古人類活動的年代。另一種情況是動物死亡後埋在地下的骨骼和牙齒與周圍地下水交換吸附得到鈾，並由此開始了子體的積累，這亦可取樣斷代。實驗上是將樣品用酸溶解，然後用離子交換萃取等方法將鈾、釷、鏷分離，並用電沉積方法制成放射源，用α能譜儀進行探測和分析，最後計算出年代。鏷-231的半衰期是32500年，可利用來斷代的範圍為5千至15萬年，釷-230的半衰期是75200年，可利用來斷代的範圍為1萬至40萬年。

鈾系法取樣只需幾十克碳酸鹽或幾克動物牙齒或骨化石，樣品容易獲得。這種方法可與鉀-氬法斷代、裂變徑跡法斷代、氨基酸外消旋法斷代所得結果互相比較、互相補充。但實際上有不少樣品往往並不能滿足斷代原理的理想要求，因而常常會出現較大的誤差，還有待於進一步研究和完善。

鈾系法還可以應用到海底沉積物的斷代上。因為海洋中鈾溶於海水，釷則傾向於被沉澱而沉積於海底，因此在海中鈾-238同釷-230保持平衡，而海底沉積物中的釷-230不再有補充，只能按 75200年的半衰期減少。從釷-230減少的程度可以定出沉積物沉積的年代。

參考文獻：

http://tieba.baidu.com/p/2634820540感謝進化論吧M8M0的資料支援，詳細瞭解考古測年辦法可去這個帖子瞭解。