Halbwertszeit-Rechner für radioaktive Isotope
Mit der Halbwertszeit-Formel N=N0×(1/2)^(t/T) berechnen Sie aus den jeweils anderen drei Werten die Restmenge, die Ausgangsmenge, die verstrichene Zeit oder die Halbwertszeit.
Halbwertszeiten gängiger radioaktiver Isotope
| Isotop | Halbwertszeit | Hauptverwendung / Merkmale |
|---|---|---|
| Kohlenstoff-14 (¹⁴C) | etwa 5.730 Jahre | Wird bei der Radiokarbondatierung verwendet |
| Iod-131 (¹³¹I) | etwa 8 Tage | Wird bei Diagnose und Behandlung von Schilddrüsenerkrankungen (Nuklearmedizin) verwendet |
| Cobalt-60 (⁶⁰Co) | etwa 5,27 Jahre | Wird bei der Strahlentherapie von Krebs und bei industriellen zerstörungsfreien Prüfungen eingesetzt |
| Uran-235 (²³⁵U) | etwa 700 Millionen Jahre | Spaltbares Material für Kernkraft und Kernwaffen |
| Uran-238 (²³⁸U) | etwa 4,47 Milliarden Jahre | Wird zur Datierung von Gestein und der Erde verwendet (Uran-Blei-Methode) |
| Plutonium-239 (²³⁹Pu) | etwa 24.100 Jahre | Spaltbares Material für Kernkraft und Kernwaffen |
| Kalium-40 (⁴⁰K) | etwa 1,25 Milliarden Jahre | Wird bei der geologischen Datierung verwendet (Kalium-Argon-Methode) |
Tipps zur Nutzung
- Geben Sie verstrichene Zeit und Halbwertszeit stets in derselben Einheit ein (z. B. beide in "Tagen" oder beide in "Jahren"). Uneinheitliche Einheiten führen zu falschen Ergebnissen.
- Geben Sie im Modus "Restmenge" die Ausgangsmenge, die Halbwertszeit und die verstrichene Zeit ein, um zu erfahren, wie viel der Substanz zu diesem Zeitpunkt noch nicht zerfallen ist.
- Der Modus "Halbwertszeit" ist nützlich, wenn Sie aus experimentellen oder beobachteten Daten (einer zu einem bestimmten Zeitpunkt bekannten Restmenge) die charakteristische Halbwertszeit einer Substanz zurückrechnen möchten.
- Werfen Sie auch einen Blick auf die untenstehende Tabelle "Halbwertszeiten gängiger radioaktiver Isotope", um ein Gefühl für die Größenordnung der Halbwertszeit bekannter Isotope wie Kohlenstoff-14 in der Datierung zu bekommen.
Häufig gestellte Fragen
Übrigens – Warum radioaktiver Zerfall als so zuverlässige "Uhr" dient
Der Hauptgrund, warum radioaktiver Zerfall als verlässliche "Uhr" für Datierungen gilt, liegt darin, dass seine Halbwertszeit von äußeren Bedingungen wie Temperatur, Druck oder chemischem Bindungszustand völlig unbeeinflusst bleibt und stets mit konstanter Geschwindigkeit abläuft. Dies steht im deutlichen Gegensatz zu gewöhnlichen chemischen Reaktionen, deren Geschwindigkeit sich mit der Temperatur stark ändert, und spiegelt eine Stabilität wider, die physikalischen Vorgängen im Inneren des Atomkerns eigen ist.
Die Radiokarbondatierung wurde 1949 von dem amerikanischen Chemiker Willard Libby entwickelt, wofür er 1960 mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet wurde. Seine Methode revolutionierte die Archäologie, da sie es ermöglichte, archäologischen Funden, deren Alter zuvor nur relativ anhand von Schichtenfolgen oder kulturellen Merkmalen geschätzt werden konnte, eine direkte numerische Datierung zuzuordnen.
Die Radiokarbondatierung hat jedoch auch ihre Grenzen. Da die ¹⁴C-Konzentration in der Atmosphäre durch Sonnenaktivität und Kernwaffentests leicht schwankt, sind für präzise Datierungen Kalibrierungskurven erforderlich, die etwa aus der Dendrochronologie stammen. Zudem eignet sich ¹⁴C mit einer relativ kurzen Halbwertszeit von rund 5.730 Jahren nicht für die Datierung von Proben, die älter als mehrere zehntausend Jahre sind – dafür werden je nach untersuchtem Zeitraum andere Isotope mit längerer Halbwertszeit verwendet, etwa aus der Uran-Zerfallsreihe oder mittels der Kalium-Argon-Methode.