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C-a-n-s-u
C-a-n-s-u (Rang: Einsteigerin)

Was ist nukleare Altersbestimmung?

Ich muss ein Referat über Nukleare Altersbestimmung schreiben, hab aber null Ahnung was das ist oder wie das funktionniert.

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4 Antworten

624
deaktivierter_User

deaktivierter_User

Rang: Archimedes (9.500) | Physik (25)

11 Minuten nachdem die Frage gestellt worden ist (12.04.2006 18:47)

1

Damit ist wahrscheinlich die C14-Methode oder Radiokohlenstoffdatierung von organischen Materialien gemeint. Sie basiert auf dem radioaktiven Zerfall des Kohlenstoff-Isotops 14C und wird insbesondere in der Archäologie, Archäobotanik und Quartärforschung angewandt.
Entwickelt wurde die Radiokohlenstoffdatierung 1949 von Willard Frank Libby (1908–1980), wofür dieser 1960 den Nobelpreis für Chemie erhielt.

http://de.wikipedia.org/wiki/C14 kopieren

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5535
deaktivierter_User

deaktivierter_User

Rang: Student (290) | Altersbestimmung (7)

25 Minuten nachdem die Frage gestellt worden ist (12.04.2006 19:01)

2

Verwendet man verschiedene stabile und radioaktive Isotope gelingt es heute, nach einer Zeitskala zu messen, die von vor der Entstehung der Erde bis heute reicht. Zum Beispiel geben uns die Messungen von stabilen und instabilen Isotopen in Meteoriten Informationen über ihre Geschichte und über die kosmische Strahlung.
Die Messung der radioaktiven Elemente ist eine sehr zuverlässige Altersbestimmung.


Das durch die kosmische Strahlung in der hohen Atmosphäre erzeugte Radioisotop 14C wird vom stabilen 12C von allen Lebensformen auf der Erde bis zu ihrem Tod absorbiert. Dadurch beschreibt die Abnahme dieses Radiocarbons die Zeitspanne, vom Zeitpunkt des Todes, weil die Hälfte der vorhandenen Kerne in 5730 verloren geht.

Viele prähistorische Höhlenmalereien konnten mit Hilfe der 14C Technik untersucht werden. 14C wird verwendet um 10000 bis 30000 Jahre alte Proben, die Kohlestoff enthalten, zu datieren.

Während ihres Lebens absorbieren Korallen Uran (Halbwertszeit 245.500 Jahre), das im Meerwasser vorhanden ist. Sie absorbieren jedoch nicht das ebenfalls vorhandene Thorium (230Th). Nachdem die Korallen sterben, reichert sich das 230Th (Halbwertszeit 75380 Jahre), das aus dem Uran kommt, in ihren Skeletten an. Das Verhältnisses zwischen U und Th lässt auf ihr Alter schließen. Die U-Th Methode wird zur Datierung von Skeletten, Fosilien und Zähnen vewendet, deren Alter zwischen 10000 und 350000 Jahren liegt. Für Proben, die über 30000 Jahre alt sind oder für solche, die keinen Kohlenstoff enthalten, ist die Uran.Methode die einzige, die zur Verfügung steht.

QUELLE: http://www.nupex.org/kurse_de.php kopieren


*seyd gegrüßt*
~Tempi_Antiqui~

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MatthiasG.Vogt
MatthiasG.Vogt

Geochemiker?

5535
deaktivierter_User
deaktivierter_User

Nein! Musiker :-)

857
MatthiasG.Vogt
MatthiasG.Vogt

ich eher auch, zwei Seelen ruhen ach in meiner Brust...

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MatthiasG.Vogt

MatthiasG.Vogt

Rang: Doktor (2.697) | Physik (642)

7 Stunden nachdem die Frage gestellt worden ist (13.04.2006 01:34)

3

Prinzipiell kann jeder radioaktive Zerfall zur Altersbestimmung herangezogen werden. Radioaktive Nuklide zerfallen und bilden Tochternuklide. Die Nuklide zerfallen nacheiner Zerfallskurve, deren Verlauf bekannt ist. Ein Maß für diese Zerfallskurve bildet die Halbwertzeit. Das ist die Zeitspanne nach der die Hälfte der anwesenden Nuklide zu Tochternukliden zerfallen ist.

Angenommen die Ursprungsmenge sei A und die Halbwertzeit beträgt B dann gilt:

zur Startzeit 0 sind A Nuklide vorhanden.
Zur Zeit B ist die Hälfte zerfallen, A/2 Nuklide sind noch vorhanden.
Zur Zeit 2B ist wieder herum die Hälfte der verbliebenen Nuklide zerfallen (A/4 sind noch vorhanden) Bei 3B nur noch A/8 usw.

Wenn man die Ausgangskonzentration der radioaktiven Nuklide kennt, kann man zurückrechnen wie viele nach einer bestimmten Zeit noch vorhanden sind.

Bei der C14-Methode zur Altersbestimmung von kohlenstoffhaltigen Substanzen geht man davon aus, daß zum Zeitpunkt des Einbaus des Kohlenstoffs in eine organische Masse (Lebewesen) das Verhältnis der Nuklide C14 und C12 dem natürlichen Verhältnis entsprechen.
Das natürliche Verhältnis der beiden Nuklide ist konstant, da in der Atmosphäre ständig neues C14 gebildet wird: Dies geschieht durch Höhenstrahlung: Neutroneneinfang von Stickstoff:

N14 + Neutron => C14 + Proton

Das gebildete C14 zerfällt wieder unter Aussendung eines Gammaquantes (Energie) und es bildet sich wieder Stickstoff:

C14 => N14 + Gammastrahlung

Solange ein Lebewesen lebt, wird das Verhältnis von C14/C12 durch den Stoffwechsel konstant auf dem natürlichen Wert gehalten. Mit dem Tod (Ende des Stoffwechsels!) beginnt das Verhältnis sich nach der radioaktiven Zerfallskurve zu verkleinern (Die menge an C14 nimmt ab). Hier startet das Zählwerk der radioaktiven Uhr. Die Halbwertzeit für den Zerfall des C14 beträgt 5730 +- 40 Jahre.

Es gibt weitere radioaktive Uhren, die alle nach dem selben Prinzip ablaufen:

a) Es existiert ein bekanntes Ausgangsverhältnis zweier Nuklide eines Elements, von denen eines einen radioaktiven Zerfall zeigt.

b) Es existiert eine chemische Bedingung, die dieses Verhältnis durch Stoffwechsel/Diffusion aufrecht, konstant, hält.

c)Es gibt eine sogenannte "Schließung" des Systems, die das System von der Ausbildung des Gleichgewichtes ausschließt. Das ist z.B. bei der Radiokarbonmethode der Tod des Individuums. Die radioaktive Uhr wird gestartet.

Letztlich muss man mit einem Massenspektrometer die Verhältnisse von Mutternuklid zu Tochternuklid messen. Dann kann man bei bekannten Ausgangsverhältnissen Mutter-/Tochternuklid auf das Alter zurückrechnen.

Beispiel:

a) Ein Lebewesen lebt, sein Stoffwechsel nimmt mit dem Kohlenstoff auch Nuklide von radioaktiven C14 auf. Das Verhältnis wird im Kohlenstoffreservoir der Erde durch die Neubildung des C14 konstant gehalten.

b) Wenn nun ein C14 zerfällt wird es durch den Stoffwechsel ersetzt, denn auch im CO2 der Luft und aller organischen Materie ist auch C14 enthalten.

c) Das Lebewesen stirbt, der Stoffwechsel sorgt nicht mehr für den Ausgleich des verlorenen C14 (Startbedingung).

d) nach dem Tod beginnt das Verhältnis C14/C12 abzunehmen, da ja C14 zerfällt.
Die "Uhr" läuft!

Massenspektrometrische Messung der Nuklide ermöglicht das Errechnen des Zeitpunktes an dem das natürliche Verhältnis noch vorhanden war => Altersbestimmung ist gemacht!


Ergänzung vom 13.04.2006 01:36:

Uran-Thorium-Blei-Methode:
Für die Altersbestimmung von manchen Gesteinen kann man davon ausgehen, dass die Startbedingung mit der Entstehung des Sonnensystems gleichzusetzen ist.. Es gibt eine seltene Art von Meteoriten (c1-Kondriten), bei denen man davon ausgeht, dass sie die Zusammensetzung der Urmaterie des Sonnensystems wiederspiegeln. Das lässt sich mineralogich-chemischen Überlegungen schließen, da diese Meteoriten keinerlei Anzeichen einer Aufschmelzung bzw. Rekritallisation zeigen. Man kann daher annehmen, dass die chemische Zusammensetzung dieser c1-Kondriten die (quasi eingefrorene) chemische Zusammensetzung (der schweren Elemente) des Sonnensystems zeigt. Aus der Menge der Zerfallsprodukte lässt sich auf die ursprüngliche Menge der radioaktiven Mutterisotope schließen. Daraus kann man bei bekannter Halbwertszeit, auf das Alter des Sonnensystems schließen. So errechnet sich für die Erde ein Alter von 4,56 Milliarden Jahren aus den verschiedenen Uran-, Thorium-, Blei-Zerfallsreihen. Uran235/Blei207-Methode, U238/Pb206-Methode;Thorium232/Pb208-Metho de (U235 z.B. zerfällt nach einer Reihe von Zerfällen in Pb207 usw.) Hier hat man eine dreifache Uhr und alle drei sollten das selbe Ergebnis bei einer Altersbestimmung zeigen.

Weitere mineralogisch/geologische „Uhren“ sind z.B:
Kalium40/Argon40-Methode,
Rubidium87/S trontium87-Methode


Ergänzung vom 13.04.2006 01:40:

Samarium/Neodym-Methode
Chrom53/Eisen53- Methode

Fragen zur Berechnung/Formeln?


Ergänzung vom 13.04.2006 15:04:

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7289
luda_suesska

luda_suesska

Rang: Einsteigerin (115) | Physik (20)

16 Stunden nachdem die Frage gestellt worden ist (13.04.2006 10:33)

4

http://www.nupex.org/kurse_de.php kopieren
Da ist es sehr gut beschrieben...

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