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zentration bzw. -aktivität kann somit ein geo-
logisches Alter ermittelt werden. Die durch die
kosmische Strahlung in Meteoriten neu erzeug-
ten Radionuklide wie z. B.
+p
kosm
36
53
Mn mit
einer Halbwertszeit von rund 308.000 bzw. 3,7
MillionenJahrenwerdennachdemFalldes
Meteoriten auf die Erde ebenfalls nicht mehr
weiter produziert, da dieser dann ja durch die
Atmosphäre vor weiterer Bestrahlung ge-
schützt ist. So kann man die Zeit seit dem Fall
eines Meteoriten bestimmen.
Kommen wir zunächst zum
14
C
,dasbeiderso
genannten
Radiokarbonmethode
insbesondere
fürarchäologischeA tersbestimmungenver-
wendet wird. Innerhalb der festen Erde ist
14
C
zerfallen, in der Atmosphäre liegt es in winzi-
gen Konzentrationen von etwa 10
-10
%vor.Es
entsteht ständig in der äußeren Atmosphäre
durch den Beschuss von
14
NmiteinemNeutron
(entstanden aus vorherigen Reaktionen der
kosmischen Strahlung mit Atmosphärenato-
men) (Abb. 4.152) und der dann folgenden Ab-
spaltung eines Protons. Bildung und Zerfall
scheinen sich in etwa die Waage zu halten, so-
dass die Konzentration etwa (± 20 %) konstant
bleibt, zumal die Durchmischung der Atmo-
sphäre im Vergleich zur Halbwertszeit sehr
rasch stattfindet.
Durch Reaktion mit Sauerstoff oder Austausch-
reaktionen mit CO
2
tritt
14
Cindenirdischen
CO
2
-Kreislauf ein. Insbesondere wird es durch
die Photosynthese in Pflanzen eingebaut, von
wo es direkt oder indirekt in Tiere und Men-
schengelangenkann.Dadurchfindetsichinal-
ler
lebenden
Materie (fast) dieselbe
14
C-Aktivi-
tät. Mit dem
Tod
desOrganismusallerdingsen-
det der
14
C-Einbau, und das Nuklid wird mit
seiner Halbwertszeit abgebaut. Bei bekannter
14
Cl oder
+p
+p
+p
+p
16
O
n
+p
14
N
n
+p
10
Be
14
C
14
N
“meteorisches”
10
Be
+p
3
He
n
16
O
4
He (
α
)
3
He
“in-situ”
10
Be
4.152
Die Produktion der kosmogenen Radio-
nuklide
14
C und
10
Be durch verschiedene Prozesse
in der Atmosphäre.
wicht mit der Atmosphäre gilt 13,56 ±
0,07 dpm/g Kohlenstoff, wobei dpm „
decays per
minute
“, also „Zerfälle pro Minute“ bedeutet.
Anders ausgedrückt: In einer frischen Kohlen-
stoff-Probe kommt auf 10
12
Atome des Isotops
12
Cnurein
14
C-Atom, eine Tonne Kohlenstoff
enthält also nur 1
m
g
14
C! Diese extrem geringen
GehaltewerdeninneuererZeitmitsogenann-
ten
Beschleunigungs-Massenspektrometern
gemessen (Abschn. 2.5.7), für
C-Aktivität beim Absterben des Organismus
lässt sich aus der heute gemessenen Radioakti-
vität das
14
C-Alter berechnen:
t
=1/
l
·ln(
A
0
/
A
),
wobei
l
=1,209·10
-4
pro Jahr und
A
die heute
gemessene Aktivität ist. Als bester Wert für
die initiale oder die
Sättigungsaktivität
A
0
eines
lebenden Organismus im Austauschgleichge-
C-Messungen
wird aber auch immer noch die alte
Zählrohr-
methode
(Aktivitätsmessung) angewendet.
DieRadiokarbonmethodehateinenNachteil:
Die
14
C-Konzentration ist zwar räumlich, nicht
aber zeitlich konstant. Einerseits hängt dies mit
Veränderungen der kosmischen Strahlung, z. B.
unterschiedlicher Sonnenflecken-Aktivität, zu-
14
