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Ionisierende Strahlung

C14-Altersbestimmungsmethode

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Abb.1

Von kosmischen Neutronen induziert finden in der Erdatmosphäre Kernprozesse statt, die dort für ein, schon über Jahrmillionen konstantes Verhältnis zwischen den Kohlenstoffisotopen C14 und C12 sorgen:

N 7 14 + n 0 7 C 6 14 + H 1 1

Auf der Erdoberfläche werden (2,12 - 2,4) ⋅ 104 C14-Kerne pro m2 und Sekunde gebildet. C14-Kerne sind radioaktiv (Halbwertszeit: 5568 Jahre) und gehen in einem β-Prozess in normale Stickstoffkerne über.

C 6 14 N 7 14 + β

In lebenden Organismen erfolgt ein ständiger Austausch von Kohlenstoff (in Form von CO2) zwischen dem Organismus und der Luft, so dass die Menge der im Organismus vorhandenen C14-Kerne einen konstanten Bruchteil des gesamten Kohlenstoffs ausmacht. Beim Tod des Lebewesens jedoch hört dieser Austausch von Kohlendioxid mit der Umgebung auf. Dies hat zur Folge, dass die Radioaktivität des Kohlenstoffs im toten Organismus mit der Zeit abklingt.

Bei der Anwendung dieser Methode wird der Kohlenstoff im zu bestimmenden Objekt zu Kohlendioxid verbrannt und seine Strahlungsintensität mit der Intensität des CO2 verglichen, das man aus lebender Materie erhält. Auf diese Weise ist es möglich, nicht nur das Alter von Lebewesen, sondern auch von Geräten, Werkzeugen und so weiter, die organische Materie enthalten, zu bestimmen. So wurde beispielsweise die Datierung von Pyramidengräbern an Hand der darin gefundenen Mumien oder Werkzeuge mit dieser Methode vorgenommen.

Durch die zunehmenden radioaktiven Verunreinigungen und den in den letzten Jahren angestiegenen CO2-Gehalt der Luft verliert die Methode jedoch an Zuverlässigkeit. Man hilft sich, indem man Holzproben bekannten Alters, etwa aus dem vorigen Jahrhundert, zu CO2 verbrennt und dieses als Vergleichsstandard benutzt.

Arbeitsauftrag : Beispiel zur C14-Altersbestimmungsmethode

Der Kohlenstoff einer Holzprobe eines Siedlungsplatzes aus der Steinzeit weist eine Radioaktivität auf, die 60,5 % der Radioaktivität von lebender Substanz beträgt. Bestimmen Sie das Alter des Siedlungsplatzes.

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