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Naturwissenschaften Radioaktiviät |
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Naturwissenschaften Informationen |
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| Radiocarbonmethode zur Altersbestimmung |
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Zerfall von Radiokohlenstoff
Das radioaktive Kohlenstoffisotope (Bsp.: 14C) wird bei der Radiocarbonmethode zur Altersbestimmung von Stoffen benutzt. Das radioaktive Kohlenstoffisotop 14C hat als Betastrahler eine Halbwertszeit von 5'760 Jahren.
Das Prinzip der Altersbestimmung nach der Radiocarbonmethode beruht auf dem Zerfall der in der zu datierenden Materie enthaltenen radioaktive Isotope. Durch den Zerfall werden die Mutterisotope in stabile Tochterisotope umgewandelt.
Nach dem Zerfallsgesetz ist die Zerfallsrate (d.h. die Zahl der Zerfälle pro Zeiteinheit) proportional zur Anzahl der zum Zeitpunktder Messung im untersuchten Stoff noch vorhandenen radioaktiven Atome. Durch den fortwährenden Zerfall nimmt die Konzentration der Mutterisotope im Probenmaterial mit der Zeit exponentiell ab. Gleichzeitig erhöht sich die Konzentration der neu entstandenen Tochterisotope.
Für jedes radioaktive Isotop wie das 14C-Kohlenstoffisotop ist die Zerfallskonstante charakteristisch. Diese Zerfallskonstante wird nicht durch äussere Einflüsse beeinflusst bzw. verändert. Die Zerfallskonstante misst das Verhältnis aus dem derzeitigen Isotopengehalt zum Gehalt im zu datierenden Zeitpunkt (z.B. beim Absterben eines Organismus oder der Bildung eines Gesteins).
Aus dem Verhältnis der im Probenstoff zum Zeitpunkt der Messung vorhandenen Mutter- und Tochterisotope sowie der charakteristischen Zerfallskonstante des Mutterisotops lassen sich mit einer mathematischen Formel die zurückliegenden Zerfallszeit und damit auch der Beginn des Zerfalls berechnen.
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| Text: RAOnline |
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| Isotop (gr: isos = gleich, topos = gleicher Ort)
Als Isotope werden Atome bezeichnet, welche die gleiche Elektronen- und Protonenzahl haben, sich aber in der Anzahl ihre Neutronen unterscheiden. Diese Atome zeigen gleiche chemische Eigenschaften. Ihre Atommassenzahlen sind jedoch unterschiedlich. Isotope stehen daher an derselben Stelle im Periodensystem der Elemente.
Viele Elemente sind Mischungen verschiedener Isotopenarten (Bsp.: Kohlenstoff mit dem bekanntesten Isotop 14C, 14 = Atommassenzahl). Diese Elemente sind als Mischelemente ein Isotopengemisch. Reinelemente wie Fluor, Natrium bestehen aus nur einer Atomart. Sie enthalten keine Isotope. |
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Jahrringforschung (Dendrochronologie)
Die Radiokohlenstoff-Datierung kommt immer dann zur Anwendung wenn eine vorläufige Altersabschätzung für organische Materialien erforderlich ist, wie beispielsweise Tonwaren, Knochen oder Papier - und altes Holz. Sobald die Jahrring-Wissenschaftler es geschafft haben, die Holzstücke auf das Jahr genau zu datieren, erweisen sie ihrerseits den Radiokohlenstoff-Experten einen Gefallen: denn Material, dessen Alter genau ermittelt wurde, ist eine wesentliche Hilfe, um die Genauigkeit der Radiokohlenstoff-Datierung zu verbessern.
| Jahrringe von Bäumen mit Fälldatum 2012 |
C14-Datierung
Eine Pflanze oder ein Tier tauschen während ihres Lebens Kohlenstoff mit ihrer Umgebung aus, so dass der Kohlenstoff, den sie enthalten, denselben Anteil von C hat wie die Atmosphäre.
Sobald das Lebewesen stirbt, hört es auf, C aufzunehmen. Das zu diesem Zeitpunkt in seinem biologischen Material enthaltene C wird aber weiterhin abgebaut, so dass der Anteil von C in seinen Überresten schrittweise abnimmt.
Da die Geschwindigkeit des C-Abbaus bekannt ist, kann der C-Anteil genutzt werden, um den Zeitpunkt zu bestimmen, ab dem ein gegebenes biologisches Muster aufgehört hat, Kohlenstoff auszutauschen.
Dieses grundlegende Prinzip wird dadurch erschwert, dass das Niveau von C in der Atmosphäre im Lauf der Zeit stark geschwankt hat. Deswegen müssen Radiokohlenstoff-Daten mittels Werten anderer, altersbekannter Quellen korrigiert werden - die genauesten unter ihnen sind absolut datierte Baumringe. Dieses Korrekturverfahren ist als Radiokohlenstoff-Eichung bekannt.
(Nach Wikipedia)
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| Quelle: WSL |
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