Dein Alter ist bekannt !

1. Dein Alter ist bekannt ! Die Radiocarbonanalyse Pardes Habib

2. Inhaltsverzeichnis • Einführung • Entstehung von C-14 • Zerfall von C-14 • Der Kohlenstoffkreislauf • Geschichte der Radiocarbondatierung • Die Altersbestimmung und ihre Methoden • Zählrohrmethode nach Libby • Berechnung des Alters einer Probe • Quellen

3. Einführung • Wie alt ist eigentlich die Welt?

4. Wie alt ........?

5. Wann starben die ........aus?

6. Wie alt ist ............? Der „Ötzi“ aus Tirol

7. Wie alt ist .......? 1991 in den Ötztaler Alpen in Südtirol entdekte mumifizierte Leiche Wird „Ötzi“ genannt

8. Radiocarbon- Methode Eine exakte Altersbestimmung unter größtmöglicher Schonung der Probe

9. Entstehung von C 14 • Erde ist ständig der kosmischen Strahlung ausgesetzt • Trifft diese Strahlung auf die obersten Schichten der Erdatmosphäre erzeugt dies freie Neutronen. • Diese reagieren mit dem in der Luft enthaltenen Stickstoff. • Dabei läuft folgende Reaktion ab: 14N + 1n 14C + 1p

10. Entstehung von C14 14N hat 7 n (weiße Kugeln) und 7 p ( rote Kugeln) Kern des N nimmt 1 n auf. Unter Abgabe eines Protons entsteht aus dem N das radioaktive Kohlenstoffisotop C-14 mit 8 Neutronen und 6 Protonen - die Massezahl bleibt also gleich.

11. In der Atmosphäre liegt C als CO2 vor. • Es herrscht ein Gleichgewicht zwischen radioaktivem und "normalen" CO2 - beide sind in chemischer Hinsicht völlig gleich • C-12 = 99% d. gesamten Kohlenstoffvorkommens C-13 = 1 % `` `` nicht radioaktiv • C-14 im Vergleich zu C-12 = 1,2 · 10-12 (konstant)

12. Zerfall von C-14 • C-14 ist ein radioaktives Isotop des Kohlenstoffs  nicht stabil • Es zerfällt : • 14C  14N + 1 e • Elektron durch die Umwandlung : 1 n  1 p + 1 e Das freigewordene Elektron bewirkt β-Strahlung

13. Halbwertzeit = Die Zeitspanne, in der jeweils die Hälfte der ursprüngliche vorhandenen C-14 Atome zerfällt Halbwertszeit von C14 = 5730 Jahre.

14. Der Kohlenstoffkreislauf

15. Geschichte der Radiocarbondatierung • Willard Frank Libby (1908 - 1980) und Team von Chicago Universität nach dem 2. Weltkrieg entwickelt Eine der bedeutendsten Entdeckungen des 20. Jahrhunderts. 1960 den Nobelpreis für Chemie Heute arbeiten über 130 14C-Labors auf der ganzen Welt Verwendung: Wissenschaft von der Atmosphäre, Ozeanographie, Geologie, Klimatologie, Archäologie und Biomedizin.

16. Die Altersbestimmung und ihre Methoden

17. Anteil an C-14 im Vergleich zu C-12 in der Atmosphäre, wie auch in lebenden Organismen = 1,2 · 10-12 Stirbt der Organismus, so findet kein Kohlenstoffaustauch mehr statt Durch den Zerfall von C-14 verringert sich aber der C14 Anteil kontinuierlich mit der Halbwertszeit von 5730 Jahren Um das Alter einer Probe ermitteln zu können ist es notwendig, den Anteil der noch vorhandenen C-14 Atome herauszufinden 2 Methoden : 1) Zählrohrmethode 2) Beschleuniger-Massenspektrometrie (AMS) Beide Methoden eignen sich zur Altersbestimmung von organischem Material im Alter von 500 bis 50000 Jahren .

18. Zählrohrmethode nach Libby 1.Probe chemisch so aufbereitet, dass sie nur noch reinen Kohlenstoff enthält 2. Dieser wird anschließend zu CO2 verbrannt 3. CO2 wird direkt in ein Geiger-Müller-Zählrohr eingefüllt Zerfällt C-14 Kern, ionisiert dies das im Zählrohr enthaltene Gas  macht sich als elektrischer Impuls bemerkbar Anzahl der zerfallenen C-14 Kerne und der dazu benötigten Zeit heißt Aktivität A Einheit: Bequerel (Bq)

19. Berechnung des Alters • Die Zerfälle von C14 nehmen exponentiell ab  daher gilt allgemein :

20. Da häufig keine Angaben über die spezifische Zerfallskonstante λ gemacht werden, sondern nur über die Halbwertszeit des zerfallenden Stoffes, ist es sinnvoll die Zerfallsgleichung bezüglich dieser umzuformen:

21. Quellen • Struktur und Reaktion in der Chemie Siegfried Hauptmann Verlag Harri Deutsch • Grundlagen der Chemie – Repetitorium Chemie zur Vorbereitung auf das Abitur Michael Müller • www.c14methode.de/vu • www.wikipedia.org/wiki/c14-methode • himpsl.htldornbirn.vol.at/mathe_2ai_04_05/42_HU_Radiocarbon.doc • www.google.de/bildersuche/c14methode