Koolstof-14

In de vorige paragraaf wist je de tijd, heb je de activiteit gemeten en berekende je de halfwaardetijd. In deze paragraaf doen we het andersom, we weten de halfwaardetijd en meten de activiteit om de tijd te berekenen.

Nieuwe isotopen en koolstofdatering

Instabiele isotopen vervalen maar ze raken vaak niet op, er worden namelijk ook constant nieuwe radio-isotopen gemaakt. De zonnestralen raken in de bovenste lagen van de atmosfeer koolstof-12 en veranderen dit in koolstof-14. Koolstofdatering maakt hier gebruik van; ongeveer 1 op de 1012 koolstofatomen is koolstof-14, een onstabiel isotoop. Omdat alle leverde wezens op aarde op basis van koolstof zijn is ook 1 op de 1012 koolstofatomen in hun lichaam koolstof-14 en zijn dat er toch nog best veel. De halfwaardetijd van koolstof-14 is 5730 jaar dus best een aantal zal vervallen tijdens het leven van dat organisme. Planten inhaleren CO2 uit de lucht en de rest van de organismen eet planten of eet planteneters. Dit betekent dat zolang een organisme leeft hij nieuwe koolstof-14 binnenkrijgt en dat het percentage koolstof-14 in zijn lichaam dus ongeveer gelijk blijft.

Zodra het organisme sterft stopt het met het opnemen van koolstof, van nu af aan vervalt er dus wel koolstof-14 maar wordt de hoeveelheid koolstof-14 niet aangevuld. Omdat de hoeveelheid afneemt en de activiteit dus ook kan je, als je weet wat de activiteit was en je weet wat hij nu is, uitrekenen hoe lang het geleden is dat het organisme is gestorven.

Diep onder de grond zitten sinds de vorming van de aarde veel radio-isotopen en die worden door vulkanen naar de oppervlakte geduwd. Omdat de klodder lava nu een steen is en er geen nieuwe atomen in kunnen komen neemt ook van deze steen de activiteit af. 

Bekijk het vierde tabblad, “wat is de ouderdom”

In dit spel kan je de GM-teller gebruiken om de activiteit koolstof-14 of Uranium-238 van verschillende objecten te meten. Door de blauwe lijn in de grafiek te verschuiven kan je aflezen hoe oud het object is. (Als een bepaald object bij koolstof-14 en uranium-238 geen meting geeft, kies een eigen isotoop)

86. Hoe bepaal je welk isotoop je gaat gebruiken: koolstof-14 or uranium-238?

87. Waarom kan je deze methode niet gebruiken om de leeftijd van de levende boom te bepalen?

88. Stel, je vindt een dood dier in het bos en het lijkt erop dat het er al een paar weken ligt. Zou je een van de isotopen uit de simulatie kunnen gebruiken om te kijken wanneer het dier gestorven is? Leg uit.

Op het proefwerk moet je aan de hand van de activiteit de ouderdom kunnen bepalen maar we gaan dan alleen werken met “hele halfwaardetijden”. De opdrachten hieronder zijn een goede indicatie van wat je kan verwachten. Je mag uiteraard je rekenmachine gebruiken.

Opdrachten

90. Koolstof-14 heeft een halfwaardetijd van 5730 jaar. In een bevroren mammoet wordt nog maar 25% van de verwachte activiteit gemeten. Bereken hoelang deze mammoet al dood is.

91. De activiteit van een stukje koolstof-10 (halfwaardetijd 19,2 seconde) is 250 000 Bq. Bereken wat de activiteit over 96 seconde zal zijn.

92. Een stuk nikkel bevat 50 000 000 atomen nikkel-65 (halfwaardetijd 2,5 uur). Bereken hoeveel van deze atomen over zullen zijn na 10 uur.