Die C-14-Methode zur Datierung archäologischer Funde (Radiocarbonmethode)

Unter dem Einfluss kosmischer Strahlen in der Atmosphäre werden Neutronen gebildet, die wiederum mit dem Stickstoff der Luft in einer Kernreaktion zu dem radioaktiven Kohlenstoff-Isotop ¹⁴C reagieren.

14N	+	n		14C	+	p
Stickstoff-Atom (7 p, 7 n)	+	Neutron		Kohlenstoff-Atom (6 p, 8 n)	+	Proton

Die ¹⁴C-Atome werden zu Kohlenstoffdioxid CO₂ oxidiert und über die Fotosynthese in lebende Organismen eingeschleust, so dass neben "normalem", nicht radioaktivem Kohlenstoff radioaktiver ¹⁴C-Kohlenstoff in sämtlichen Lebewesen enthalten ist.
Das Verhältnis von ¹²C zu ¹⁴C ist sowohl in der Atmosphäre als auch in lebenden Organismen gleich. Auf 10¹² (= 1.000.000.000.000 = eine Billion) stabile Kohlenstoff-Atome (¹²C, ¹³C) entfällt ein ¹⁴C-Atom. Stirbt ein Organismus ab, so hört die ¹⁴C-Zufuhr auf. Wird dann das organische Gewebe durch irgendeinen Umstand konserviert, so hat sein ¹⁴C-Bestand Zeit, sich allmählich zu durch Abgabe von beta-Strahlen in Stickstoff umzuwandeln.

14C		14N	+	β–
Kohlenstoff-Atom (6 p, 8 n)		Stickstoff-Atom (7 p, 7 n)	+	Aussendung von beta-Strahlen

Die Halbwertszeit von ¹⁴C liegt bei 5.730 Jahren. Dies bedeutet, dass nach Ablauf dieser Zeitspanne nur noch die Hälfte des ursprünglichen ¹⁴C-Bestandes vorliegt. Ausgehend von dieser Halbwertszeit und von einem konstanten Verhältnis zwischen ¹⁴C und "normalem" Kohlenstoff (¹²C), lässt sich durch Messung der Strahlungsintensität des noch vorhandenen Radiokohlenstoffs oder neuerdings auch durch direkte Messung des ¹²C/¹⁴C-Verhältnisses mit Hilfe der Massenspektrometrie annähernd genau bestimmen, wie viel Zeit seit dem Absterben des Testmaterials vergangen ist. Mit dieser Datierungsmethode gewinnen Archäologen auf 40.000 - 50.000 Jahre zurückreichende Altersangaben für archäologisches Funde.
Die Radicarbonmethode wurde 1946 durch W. F. Libby eingeführt.

Was ist die Radiokohlenstoffmethode? Alle Organismen, Pflanzen, Tiere und Menschen benötigen Kohlenstoff zum Leben. In der Luft kommt er in Form von Kohlenstoffdioxid (CO2) vor. Die Pflanzen nehmen das CO2 auf und verwandeln es in Kohlenhydrate. Mit der Nahrung gelangen diese Kohlenhydrate in unseren Körper. Und wenn wir ausatmen, geben wir den Kohlenstoff wieder als CO2 an die Luft ab. Es entsteht ein Kreislauf. Stirbt ein Lebewesen, wird dieser Kreislauf unterbrochen. Dieser Zeitpunkt lässt sich auch noch nach vielen tausend Jahren mit der Radiokohlenstoffmethode feststellen. In unterhaltsamen Episoden beantwortet der BASF-Chemie-Reporter Alltagsfragen rund um das Thema Chemie.