Montag, 6. Oktober 2014

Stabile Halbwertzeit: Radioaktive Zerfallsraten doch konstant


Erde und Sonne (Illu.). | Copyright: NASA

Berlin (Deutschland) - Nachdem US-Wissenschaftler 2010 erklärt hatten, dass der Abstand zwischen Erde und Sonne und sogar starke Sonneneruptionen einen Einfluss auf die Zerfallsrate von radioaktivem Elementen haben könnten (...wir berichteten), haben deutsche Forscher diese These nun experimentell überprüft und widerlegt.

Die Nachricht über die instabile Halbwertzeit sorgte bei Veröffentlichung der US-Studie weltweit für Aufsehen, da sie stabile radioaktive Zerfallsraten die Grundlage zahlreicher wissenschaftlicher Modelle, Theorien, Methoden und Anwendungen sind. So wurde und wird beispielsweise die sogenannte Halbwertzeit des radioaktiven Kohlenstoff-Isotops C-14 von 5700 Jahren zur Altersbestimmung und Datierung organischer Stoffe bei archäologischen Funden verwendet.


"Als eine Gruppe US-amerikanischer Wissenschaftler kürzlich Messdaten des radioaktiven Chlor-Isotops Cl-36 veröffentlichte, die jahreszeitliche Schwankungen aufwiesen, und dies mit dem Einfluss solarer Neutrinos erklärten, war die Aufregung groß", berichtet die Pressemitteilung der Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB). "Umso mehr, da Neutrinos von der Sonne zwar in jeder Sekunde in milliardenfacher Zahl auf jeden Quadratzentimeter der Erde treffen, dabei aber fast wirkungslos bleiben - sie durchdringen die Erde, als wäre sie gar nicht da."


Aufgrund unmittelbarer Zweifel an der US-These haben Wissenschaftler der PTB um Karsten Kossert nachgemessen und ihre Ergebnisse aktuell in der Fachzeitschrift "Astroparticle Physics" veröffentlicht.


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Hierzu haben die Forscher drei Jahre lang die Aktivität von Proben mit Cl-36 überprüft, um mögliche jahreszeitliche Abhängigkeiten zu erkennen. Während die US-Wissenschaftler die Zählraten mit Gasdetektoren bestimmt hatten, nutzte die PTB die sogenannte TDCR-Flüssigszintillationsmethode, die störende Einflüsse auf die Messungen weitestgehend kompensiert.


Das Ergebnis: Die Messergebnisse der PTB schwanken deutlich weniger und ergeben keinen Hinweis auf eine jahreszeitliche Abhängigkeit bzw. die Einwirkung solarer Neutrinos (s.Grafik). "Wir gehen davon aus, dass andere Einflüsse viel wahrscheinlicher für die beobachteten Schwankungen sind", erklärt Kossert. "Es ist bekannt, dass Änderungen der Luftfeuchte, des Luftdrucks und der Temperatur empfindliche Detektoren durchaus beeinflussen können."



Messungen des Zerfalls des Chlor-Isotops Cl-36. | Copyright: PTB

Zudem liegen mittlerweile auch die Daten einer weiteren Messreihe - diesmal für das Strontium-Isotop Sr-90 - vor und auch hier zeigen selbst aufwendige Analysemethoden keinen Hinweis auf jahreszeitliche Schwankungen.


Man könne somit davon ausgehen, dass es den Einfluss von solaren Neutrinos - zumindest in der zuvor postulierten Größenordnung - auf den radioaktiven Zerfall und damit die Halbwertzeiten radioaktiver Isotope nicht gibt, so die Forscher abschließend.


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