|[[Bild:AustralopithecusC14.jpg]]||Die '''RadiocarbonmethodeRadiocarbon-''' oder '''C-14-Methode''' ist ein Verfahren zur '''Verfahren zur Altersbestimmung''' von abgestorbenem organischen Material (z. B. die Holzplanke eines alten Schiffes oder ein fossiler Knochenfund).<br>Um das Alter der Probe zu bestimmen, wird der Anteil des darin enthaltenen [[Isotope#Kohlenstoff|Kohlenstoffisotops <sup>14</sup>C]] ermittelt.<br>Auf diese Weise ist eine [[Experiment|experimentelle Überprüfung]] geschichtlicher und vorgeschichtlicher Zeitangaben (Altersbestimmungen zwischen 400 und 30.000 Jahren mit einem Fehler von ca. 5 %) möglich. || [[Bild:Australopithecus.jpg]]
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{{navi|Isotope|Radioaktivität}}== Radioaktiver Kohlenstoff? == Das β-strahlende [[radioaktiv]]e, d. h. instabile [[Isotope#Kohlenstoff|Kohlenstoffisotops Kohlenstoffisotop <sup>14</sup>C]] wird unter Einwirkung kosmischer Strahlung in der oberen [[Atmosphäre]] aus [[Stickstoff]] gebildet:
[[Bild:C-14.png]]
Durch diesen Prozess Zwischen Bildung und [[radioaktiv]]em Zerfall des [[Isotope]]s hat sich in der [[Atmosphäre]] im Laufe der Jahrmillionen Erdgeschichte eine Gleichgewichtskonzentration von <sup>14</sup>[[Kohlenstoffdioxid|CO<sub>2</sub>]]eingestelltbzw. Diese eine charakteristische [[Aktivität]] beträgt 16 Isotope#Kohlenstoff|<sup>14</sup>C]]-Atom-Zerfällen je g [[Aktivität]] eingestellt: Je Gramm [[Kohlenstoff]] zerfallen pro Minute, ist also außerordentlichgering. Gleiches gilt für lebende Pflanzen und Tiere, die durch Stoffwechsel die Gleichgewichtskonzentration von [[Isotope#Kohlenstoff|(wenig aber messbar) 14 <sup>14</sup>C]] in sich aufnehmen und sie während ihrer Lebenszeit infolge desdauernden Ausgleichs mit der Umwelt konstant halten-Atome.
Sobald aber ein lebender Organismus stirbtEntsprechendes gilt für lebende Pflanzen und Tiere,vermag er kein [[Isotope#Kohlenstoff|<sup>14</sup>C]] mehr aufzunehmen. Damit sinkt da sich durch Stoffwechsel die eigene Gleichgewichtskonzentration von [[Isotope#Kohlenstoff|<sup>14</sup>C]] -[[Aktivität]]nach Ablauf von 5.730 Jahren auf an die Hälfte ([[Halbwertszeit]], Zerfall von 8 [[Isotope#Kohlenstoff|<sup>14</sup>C]]-Atomen je g [[C]] pro Min.),nach Ablauf von 11.460 Jahren auf ein Viertel (Zerfall von 4 [[Isotope#Kohlenstoff|<sup>14</sup>C]]-Atomen je g der [[CAtmosphäre]] pro Min.) uswangleicht.
== "Start der C-14-Uhr" ==
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| [[Bild:Halbwertszeit.gif]] || Da mit dem Tod die [[Isotope#Kohlenstoff|<sup>14</sup>C]]-Aufnahme endet, verringert sich durch den [[Radioaktivität|radioaktiven Zerfall]] auch die messbare [[Isotope#Kohlenstoff|<sup>14</sup>C]]-[[Aktivität]]:
* nach Ablauf der ersten [[Halbwertszeit]] von 5.730 Jahren auf die Hälfte (Zerfall von 7 [[Isotope#Kohlenstoff|<sup>14</sup>C]]-Atomen je g [[C]] pro Min.),
* nach Ablauf von 11.460 Jahren auf ein Viertel (Zerfall von 3,5 [[Isotope#Kohlenstoff|<sup>14</sup>C]]-Atomen je g [[C]] pro Min.) usw.
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Umgekehrt kann man somit aus dem Maß der in einem abgestorbenen Organismus je Gramm [[C]] noch vorhandenen [[Isotope#Kohlenstoff|<sup>14</sup>C]]-[[Aktivität]]
mit Hilfe der [[Halbwertszeit]] von [[Isotope#Kohlenstoff|<sup>14</sup>C]] zurückrechnen, zu welchem Zeitpunkt er noch volle[[Aktivität]] besaß, d. h. wann er gestorben ist. Auf diese Weise ist eine Wie in der Zerfallskurve ersichtlich, tendiert der [[Isotope#Kohlenstoff|<sup>14</sup>C]]-Anteil gegen Null. Bereits nach sieben [[Halbwertszeit]]en liegt der ursprünglich vorhandene [[ExperimenteIsotope#Kohlenstoff|experimentelle Überprüfung<sup>14</sup>C]] geschichtlicher und vorgeschichtlicher Zeitangaben (Altersbestimmungen zwischen 400 und -Anteil bei unter 1%, daher liegen die Grenzen dieser Methode zur Altersbestimmung bei ca. 30.000 Jahren mit einem Fehler . '''Rechenbeispiel:'''* Die <sup>14</sup>C-[[Aktivität]] einer Probe beträgt 888 Becquerel. Welche Aktivität hätte die Probe nach einer Lagerung von ca100 Jahren?* Gegeben: '' A<sub>0</sub>'' = 888 Bq; ''t'' = 100 a, ''HWZ'' = 5. 730 a* Gesucht: ''A''* Einsetzen: {{Formel|1=''A'' = 888 Bq{{*}}0,5<sup>''100 a/[[Halbwertzeit|5 %) möglich.730 a]]''</sup> = 877 Bq}} * Antwort: Die Aktivität der Probe wäre nach einer Lagerung von 100 Jahren von 888 auf 877 Becquerel gefallen. == Übungsaufgaben ==
Versuche zunächst, die [http://www.roro-seiten.de/physik/zerfall/c14-methode.html BerechnungsbeispielBerechnungsbeispiele] nachzuvollziehen und löse dann die folgenden Übungsaufgaben:{{cb|-|23|-}}# Bei einer Ausgrabung soll ein Fündstück aus Holz datiert werden. Hierzu wurde die Aktivität bestimmt, gemessen wurden 5,2 Zerfälle pro Sekunde. Der Kohlenstoffanteil der Probe beträgt 25g.<br /> a) Wie alt ist die Probe?<br /> b) Wie viele C-14-Atome enthält das Fündstück?# Ein bei einer Ausgrabung gefundenes Holzkohlestückchen soll datiert werden. Hierzu wird zunächst die Aktivität der Probe bestimmt, gemessen wurden 3,5 Zerfälle pro Sekunde. Zum Vergleich wird die Aktivität frischer Holzkohle mit identischer Masse gemessen, diese beträgt 5,4 Zerfälle pro Sekunde.<br /> Berechne das Alter der gefundenen Holzkohleprobe.* [[Radiocarbonmethode: Lösungen|Lösungen]]
