C14-Crash

hat.
    Die medizinische Radiologie ist bemüht, optimale Randbedingungen für
    die Genauigkeit ihrer Untersuchungsergebnisse unter Berücksichtigung der
    Gesundheit des Patienten einzustellen. Dazu stehen diverse Tracer-Isotope
    zur Verfügung, die aufgrund bestimmter Eigenschaften (Ungiftigkeit, kurze
    Halbwertszeit, Strahlungsart) jeweils mehr oder weniger günstig erscheinen
    können (Bild 6.1 ). Im Gegensatz dazu hat die Natur alles, aber auch wirklich
    alles getan, um den Archäometern das Leben im Umgang mit dem Isotop C14
    schwer zu machen. Die im Folgenden eingehender diskutierten Punkte a) bis
    e) fassen zusammen, wie unterschiedlich die Voraussetzungen sind (verglei-
    che auch die Tabelle 6.3 ):
    a) Die Radiologie erstellt eine oder auch mehrere Momentaufnahmen einer
    örtlich deutlich unterscheidbaren Verteilung radioaktiver Isotope in einem
    Organismus. Die C14-Methode setzt dagegen die örtliche Gleichvertei-
    lung des C14-Isotops in allen für die Archäologie relevanten Kohlenstoff-
    depots voraus. Allfällige zeitliche Schwankungen der C14-Konzentration
    sollen in allen Kohlenstoffdepots stets gleichförmig auftreten.
    b) Die Kontamination eines zu untersuchenden Organismus soll zum Zeit-
    punkt der Untersuchung hinsichtlich der Strahlungsart des zu verwenden-
    den Tracers Null sein. Dies wird grundsätzlich dadurch unterstützt, daß
    die Halbwertszeit der zum Einsatz kommenden Tracers möglichst klein ist
    oder daß diese nach der Verabreichung möglichst schnell wieder ausge-
    schwemmt werden. Die Kontamination der irdischen Kohlenstoffreservoi-
    re mit C14 soll in der Vergangenheit von Null verschieden und auf dem
    ganzen Globus jederzeit gleich gewesen sein. Dies wird darauf zurückge-
    führt, daß angesichts der langen Halbwertszeit des C14 von knapp 6.000
    Jahren grundsätzlich Zeit genug ist, gewisse Gradienten in der C14-Kon-
    zentration am Ende doch ausgleichen zu können. (Anmerkung: Die nach-
    folgend unter c) diskutierte Reaktion (»Sprungantwort«) auf eine punktu-
    elle Verunreinigung bezieht sich auf einen Zeitraum von wenigen Jahren.
    Die lange Halbwertszeit des C14 kann mithin nur mittel- und langfristig
    sich aneinander angleichende Werte erklären, nicht aber den vom Simul-
    6.1
    tanitätsprinzip verlangten augenblicklichen, aufs Promille genauen atmo-
    sphärischen Ausgleich über den ganzen Globus hinweg.)
    208
    C14-Crash
    6.2 Kohlenstoff – einige Zahlenverhältnisse
    1. Irdischer Kohlenstoff
    Nr.
    Reservoir
    Menge
    Verhältnis*)
    Einheit
    1.1
    6.0 ∙ 1024
    Erde
    1
    1.2
    0.9 ∙ 10-6
    5.3 ∙ 1018
    Erdatmosphäre gesamt
    1.3
    7 ∙ 10-9
    42 ∙ 1015
    Gesamtkohlenstoff der Erde
    kg
    1.4
    0.5 ∙ 10-9
    2.7 ∙ 1015
    Kohlendioxid in Erdatmosphäre
    1.5
    0.1 ∙ 10-9
    0.7 ∙ 1015
    Kohlenstoff in Erdatmosphäre
    1.6
    10 ∙ 10-21
    62 ∙ 103
    globales C14-Vorkommen
    2. Produktion und Zerfall von C14
    Nr.
    Veränderung
    Menge
    Verhältnis*)
    Einheit
    2.1
    jährlicher Zerfall an C14
    7.5
    1.3 ∙10-24/y
    kg/y
    2.2
    jährliche Produktion an C14
    ?
    ?
    3. Natürliche und künstliche C14-Aktivität (β-Strahlung)
    Nr.
    Reservoir
    Menge
    Verhältnis**)
    Einheit
    3.1
    organische Proben aus hist. Zeit
    1-20
    0.7 - 1.4
    3.2
    NBS-Standard
    13.6
    1
    counts per
    3.3
    min ∙ gCarbon
    22 ∙ 103
    0.3 ∙ 106
    Grenzwert für menschliches Fett
    3.4
    15 ∙ 106
    0.2 ∙ 109
    Grenzwert für kommunales Abwasser
    *)
    bezogen auf die Erdmasse
    **) bezogen auf den NBS-Standard
    c) Die Reaktion (»Sprungantwort«) eines isotopenfreien Organismus auf eine
    schlagartige punktuelle Kontamination besteht in einer vom Zustand des
    Organismus abhängigen räumlich differenzierten Ausbreitung des Isotops
    im Organismus. Dabei spielt insbesondere der Stoffwechsel zwischen ein-
    zelnen Organen eine große Rolle. Die Sprungantwort des irdischen Koh-
    lenstoffvorkommens auf eine schlagartige punktuelle Kontamination soll
    6. Die Entdeckung und Entwicklung der C14-Methode
    209
    in einer kurzfristigen Gleichverteilung der kontaminierten Menge in alle
    betreffenden Reservoire, zumindestens aber der Atmosphäre bestehen.
    d) Die Kontamination »Null« des radiologisch zu untersuchenden Organis-
    mus beinhaltet automatisch eine Aussage über eine räumlich homogen
    vorliegende Verteilung, in diesem Fall mit dem Wert Null. Die für das
    Funktionieren der Methode notwendige Kontamination der Atmosphäre
    mit C14 impliziert dagegen grundsätzlich die Möglichkeit einer räumlich
    inhomogenen Verteilung des C14. Für die