GK/LK W. Czech Natürliche Radioaktivität

A.21.71 (1 – 2)

636 Unterrichts-Materialien Physik Stark Verlag

Altersbestimmung mit Hilfe radioaktiver Nuklide

1. C-14-Methode 1 g Kohlenstoff eines lebenden Organismus hat eine Aktivität von 3 48 10 10, ⋅ − Ci .

a) Bestimmen Sie das Alter der Mumie Tutenchamuns, wenn die Aktivität von 1 g Kohlenstoff dieser Mumie nur noch 2 34 10 10, ⋅ − Ci beträgt (T C-14 = 5700 a).

b) Wie erklären Sie sich, dass das mit der C-14-Methode bestimmte Alter von Bäumen in der Nähe der Autobahn z. B. 500 Jahre beträgt?

2. Kalium-Argon-Methode

Das radioaktive Kaliumisotop 1940 K ist in fast allen Mineralien vorhanden.

Beim radioaktiven Zerfall wandeln sich in 11 % der Zerfälle die Kaliumkerne

in Argonkerne um. Der Rest wandelt sich in Calcium um.

a) In einem Mineral befinden sich ursprünglich N0 Kaliumisotope K-40. Wieviele Argonatome befinden sich in diesem Mineral nach der Zeit t? Nehmen Sie an, dass alle Argonatome aus dem radioaktiven Zerfall des K-40 entstammen und dass keine Argonatome das Mineral verlassen.

b) Die Halbwertszeit von K-40 ist 1,3 · 10 9. Im Ries-Krater bei Nördlingen

fand man bei einem Tektiten (glasartiges Mineral) für NAr(t) /NK(t) = 8,7 · 10

– 4. Berechnen Sie das Alter des Tektiten!

GK/LK W. Czech

Natürliche Radioaktivität

A.21.111 (1– 3)

636 Unterrichts-Materialien Physik Stark Verlag

Altersbestimmung von Wein

1. Von einer teuren Flasche Rotwein wird behauptet, dass ihr Inhalt vor fünf Jahren verschlossen wurde. Der Wein enthält eine Vielzahl verschiedener Atome, darunter auch in sehr geringer Beimengung die radioaktiven Iso-

tope 146 C (Halbwertzeit 5730 Jahre), 15

8 O (Halbwertzeit 122,2 s) sowie 31H

(Halbwertzeit 12,33 Jahre). Die Aktivität jedes dieser Isotope ist zum Zeit-punkt des Verschlusses der Weinflasche bekannt. Zur Altersbestimmung des Weines ist nur eines dieser Isotope geeignet. Welches? Begründen Sie Ihre Antwort!

2. Die Anzahl der nach 5 Jahren noch unzerfallenen Atome eines bestimmten radioaktiven Isotops sei N. Die Anzahl der ursprünglich vorhandenen radio-aktiven Atome sei N0. Bestimmen Sie das Verhältnis N /N0 für

a) 146 C (Halbwertzeit 5730 Jahre),

b) 158 O (Halbwertzeit 122,2 s),

c) 31H (Halbwertzeit 12,33 Jahre)!

Zeigen Sie, dass die Rechenergebnisse Ihre in Aufgabe 1 gemachten Aus-sagen bestätigen!