Opgave Ouderdomsbepaling

Opgave Ouderdomsbepaling
Er bestaan verschillende methoden om met behulp van radioactief verval de ouderdom van
materialen te bepalen. In deze opgave bespreken we de koolstof-14 methode en de kaliumargon methode.
Koolstof-14 methode
Voor de ouderdomsbepaling van oud hout en andere organische materialen wordt vaak de
koolstof-14 methode gebruikt. Koolstof komt voor in de atmosfeer in de vorm van
kooldioxide en een vast percentage van de atomen is koolstof-14.
Planten en bomen nemen kooldioxide op en zetten het om in organisch materiaal. Koolstof in
bijvoorbeeld hout van een levende boom bestaat daarom uit hetzelfde vaste percentage
koolstof-14.
Men kan dit percentage bepalen door zeer nauwkeurig de activiteit te meten.
Men gebruikt 1,00 gram zuiver koolstof. Verkregen uit een recent houtsample.
Meting levert op 0,231 Bq (per gram koolstof).
1. Bereken een op de hoeveel atomen koolstof C-14 is.
Als de boom gekapt wordt, neemt de hoeveelheid C-14 in de loop van de tijd af door
radioactief verval. Door de activiteit van “oud” organisch materiaal te vergelijken met de
activiteit van “vers” hout, kan men de ouderdom van het materiaal bepalen.
Men onderzocht vervolgens een oud sample uit grotten van Lascaux in Frankrijk. Meting
levert op van 1,00 gram van die koolstof 326 counts in een tijd van 24,00 uur.
2. Bereken de ouderdom van dit sample.
De C-14 methode is erop gebaseerd dat de hoeveelheid C-14 in de atmosfeer (vrijwel)
constant is over de eeuwen heen. Dat komt omdat er voortdurend nieuw wordt aangemaakt.
Onder invloed van neutronen, afkomstig van kosmische straling, die een kernreactie aangaan
met atomen in de atmosfeer.
Op de bijlage staat deze kernreactie gedeeltelijk ingevuld.
 n C p




14



3. Laat zien met welk atoom uit de atmosfeer de kernreactie plaatsvindt. Voltooi daartoe de
reactie.
Kalium-argon methode
Voor de ouderdomsbepaling van gesteentes wordt de kalium-argon methode gebruikt. Kalium
komt in veel gesteentes voor en een klein percentage ervan (0,0117 %) is kalium-40, een
radioactieve isotoop met een halveringstijd van 1,248 miljard jaar.
Kalium-40 kan op twee manieren vervallen: of door beta-min verval of door K-vangst.
(89,1%) 40 K  40 Ca  β -
(10,9%) 40 K  e -  40 Ar  γ
Bij de kalium-argon methode gaat het om de hoeveelheid ontstane argon.
4. Leg uit dat er per 100 ontstane Ar-40 atomen gemiddeld 917 K-40 atomen zijn vervallen.
Argon is een edelgas en blijft opgesloten in (hard) gesteente. De ouderdom van een gesteente
kan worden onderzocht door de ingesloten hoeveelheid argon-40 te meten en die te
vergelijken met de nog aanwezige hoeveelheid kalium-40.
In een bepaald gesteente is die verhouding aantal Ar-40 atomen / aantal K-40 atomen gelijk
aan 0,58.
5. Bereken de ouderdom van dat gesteente.
Bij de kalium-argon methode is het belangrijk dat er in de loop van de eeuwen geen argon is
ontsnapt uit het gesteente. Stel dat er wel een klein beetje argon zou zijn verdwenen, maar dat
de onderzoekers dit niet weten.
6. Is dan de feitelijke ouderdom van het gesteente groter of kleiner dan de berekende? Licht
je antwoord toe.