Einführung in die Radiokarbonmethode

[Erica Simmons]

Wenden wir uns nun der Frage zu wie sie das was ich ihnen eben erläutert habe praktisch nutzen können. Eine gerade für sie interessante Anwendung beruht auf dem Kohlenstoffisotop C-14, also instabilem Kohlenstoff mit der Massenzahl 14 und der Kernladungszahl 6. Diese Isotope werden durch die Wirkung kosmischer Strahlung in der oberen Atmosphäre aus Stickstoff gebildet und zerfallen als Betastrahler auch wieder zu diesem. Die Zerfallskonstante hat bezogen auf Zerfälle pro Jahr den Wert k = 1,21*10^-4, das entspricht einer Halbwertszeit von etwa 5370 Jahren. Zwischen Entstehung und Zerfall bildet sich ein Gleichgewicht heraus das ein festes Verhältnis von instabilem C-14 zu stabilem C-12 in der Atmosphäre vorgibt. Gebunden in CO₂ wird Kohlenstoff durch Stoffwechselprozesse ständig zwischen organischem Material und der Umgebung ausgetauscht wodurch sich dieses Verhältnis auch in lebenden Organismen wiederfindet. Das Verhältnis C-14/C-12 beträgt etwa 1,2*10^-12, das heisst auf einen instabilen C-14 Kern kommen 10¹² stabile C-12 Kerne.

Stirbt organisches Material ab so endet auch der Kohlenstoffaustausch mit der Umgebung, zerfallene C-14 Kerne werden nicht mehr ersetzt wodurch das Verhältnis von C-14 zu C-12 gemäß des Zerfallsgesetzes für C-14 mit der Zeit abnimmt.

Indem sie also das C-14/C12 Verhältnis in einer Probe organischen Materials bestimmen, können sie mit einer gewissen Genauigkeit den Zeitpunkt des Absterbens des Organismus bestimmen. Haben sie zum Beispiel eine alte Schiffsplanke so können sie mit dieser Methode abschätzen wann ungefähr der Baum gefällt wurde aus dem diese Planke gefertigt wurde. Grundsätzlich ist die Anwendung dieser Methode nicht zwingend auf organisches Material beschränkt sondern kann beispielsweise auch auf Werkstücke aus Stahl angewandt werden nur müssen sie sich dann darüber im Klaren sein dass sie im Grunde nicht den Herstellungszeitraum des Werkstückes sondern eher das Alter der im Schmiedefeuer verwendeten Holzkohle bestimmen.