Vorlesung 12 Flashcards
Massezahl A
A = Z + N
Z = Protonen
N = Neutronen
Z,N sind Nukleonen
Isotope def
verschiedene KErne eines Elements
–> unterschiedliche Neutronenzahlen
Radioaktiver Zerfall
Instabile Kerne zerfallen in einem oder mehreren Schritten, bis aus dem instabilen Mutternuklid ein stabiles Tochternuklid entstanden ist
Radioaktiver Zerfall
α-Zerfall
Emission eines He-Kerns
Emission von γ-Strahlung
Radioaktiver Zerfall
β- - Zerfall
Neutron –> Proton + Elektron + Antineutrino
Emission von γ-Strahlung
Radioaktiver Zerfall
β+ - Zerfall
Proton –> Neutron + Positron + Neutrino
Emission von γ-Strahlung
Radioaktiver Zerfall
K-Einfang
Ein Elektron wird aus der K-Schale im Kern
eingefangen
Proton + Elektron –> Neutron
Emission von γ-Strahlung
Radioaktiver Zerfall
Spontanspaltung
Der Kern zerfällt in gleich große Bruchstücke unter Emission von Neutronen
Emission von γ-Strahlung
Zerfallsgesetz
N = N0 * e^(-λ*t)
N = Zahl der radioaktiven Atome λ = Zerfallskonstante (Maß für die Wahrscheinlichkeit, dass Atom in einem bestimmten Zeitabschnitt zerfällt, Einheit 1/y)
N0 = Zahl der Mutternuklide zu einem Zeitpunkt t0
Halbwertszeit
t(1/2) = ln2/λ
Zahl der Tochternuklide D
D = N0 - N
messbar
D = D0 + N * (e^(λ*t) - 1)
Voraussetzung, dass Zerfallskonstanten im Laufe der Erdgeschichte unverändert sind
K-Ar-System
40K –> 40Ar, λβ
40K –> 40Ca, λε
λ = λβ + λε = 5.543 x 10^-10 a^-1
Voraussetzung K-haltige Mineralphasen, Glimmer, Amphibole, KFeldspat
Rb-Sr-System
87Rb –> 87Sr
λε = 1.42 x 10^-11 a^-1
Voraussetzung Rb-haltige Mineralphasen (selten)
Bestimmung der absoluten Mengen problematisch:
weil Mineralphasen, die bei ihrer Bildung Rb und Sr in unterschiedlichen Verhältnissen einbauen
Referenzisotops.
88Sr, 87Sr, 86Sr, 84Sr
Isochrone
- Die Steigung der Isochrone ergibt
das Alter der Paragenese - Der Achsenabschnitt ergibt das
initiale (87Sr/86Sr)0
kongenetisch
Phengit, Granat, Titanit, Clinozoisit
Apatit und Muskovit
Sm-Nd System - global
Sm weniger inkompatibel im Erdmantel als Nd
U-Th-Pb Systeme
(235U/238U)heute = 1/137.88
-man kann aus Th- und U-haltigen Mineralphasen drei unabhängige Altersinformationen erhalten
Zirkon
U-Pb Systeme
Diskordanz durch Bleiverlust über Concordia- und Discordiaverfahren
z.B. durch Metamorphose
Concordia- und Discordiaverfahren
- Verteilung von U und Pb global ursprünglich homogen
- Zuführung und Abführung
- verschiedene konkordante Punkte vermischt –> Diskordanz
Rb-Sr System - global
BABI
-basaltic achondrite best
initial
-(Rb/Sr)Mantel < (Rb/Sr)Kruste
U- Zerfallsketten
und
Ungleichgewichtsmethoden
In geschlossenen Systemen Einstellung eines „säkularen Gleichgewichts“
In offenen
Systemen Fraktionierung durch unterschiedliche Tochterprodukte
Ungleichgewichtsmethoden:
kurzlebige Zerfallsprodukte des Urans werden zur Datierung junger Prozesse verwendet
Welche Zerfallsprodukte des Urans werden zur Datierung junger Prozesse verwendet?
Die kurzlebigen Zerfallsprodukte
Bsp. 210:Pb 238U --> 222Rn (t1/2 = 3.8 d) Lebensdauer von 222Rn ausreichend Rn entweicht in Atmosphäre --> 210Pb --> wird mit einer mittleren Verweildauer von 10 Tagen aus der Atmosphäre ausgeschieden und in Eis, Schnee, Sedimenten abgelagert.
Niederschlagsrate a
oder Sedimentationsrate
a = h/t
Kosmogene Nuklide
-Kosmische Strahlung, hochenergetische Partikel
- solarer und galaktischer Anteil:
- ->Protonen, alpha-Teilchen, wenige schwere Teilchen
- -> Intensität des solaren Anteils von Sonnenaktivität abhängig
- -> Intensität des galaktischen Anteils wird durch Magnetfeld der Sonne moduliert
-Reaktionen mit Atomen der Atmosphäre: –>Spallationsreaktion, Verlust von Nukleonen aus Kern
