Archäometrie

205

und dreieckig, ausbilden. Beide Formen sind durch die Anordnung der Atome im
Kristallgitter vorgegeben: Höher energetische Ionen bilden Strahlenschäden, die
nach dem Ätzen hexagonale Ätzfiguren zeigen, niedrig energetische Ionen dagegen
dreieckige Ätzformen.
Erzeugung von lonenspuren unter extrem hohen Drücken
Natürliche lonenspuren in Mineralen und Gläsern entstehen durch radioaktiven
Zerfall. Man unterscheidet je nach Zerfallsart Spaltspuren, die durch die natürliche
Uranspaltung entstehen, und Alpha-Rückstoßspuren, die sich beim Alpha-Zerfall des
Urans und Thoriums bilden. Beide Prozesse werden zur Datierung von geologischen
und archäologischen Materialien eingesetzt. Untersuchungen zu den strukturellen
Materialveränderungen, die wichtig für die quantifizierende Beschreibung der Bil-
dungsprozesse sind, wurden bisher ohne die Berücksichtigung des Einflusses von
Druck durchgeführt.
In einem BMBF-geförderten Forschungsvorhaben werden zusammen mit der
Abteilung für Materialforschung der Gesellschaft für Schwerionenforschung in
Darmstadt entsprechende Experimente durchgeführt. Der neu eingerichtete Mess-
platz am Schwerionen-Synchrotron ermöglicht die Bestrahlung (und damit Bildung
von lonenspuren) von unter Hochdruck (bis mehrere GPa) und Temperatur stehen-
der kondensierter Materie mit Ionen. Dazu werden beheizbare Diamant-Stempel-
zellen benutzt (zusammen mit dem Institut für Petrologie, Mineralogie und Geo-
chemie, Universität Tübingen). Der lonenstrahl trifft durch den Diamantstempel das
Target. Wichtig für die genaue Simulation von natürlichen Bedingungen ist die
exakte Einstellung des Energieverlusts des Ions in dem Target (Mineral, Glas). Diese
ist jedoch abhängig von der genauen Kenntnis des Energieverlusts im Diamant-
stempel. Dazu wurden mehrere Experimente ausgeführt. Die Ergebnisse ermögli-
chen uns nun, natürliche Bedingungen während der Bildung von Spaltspuren expe-
rimentell zu simulieren. Ein wichtiges Ergebnis ist, dass in Graphit druckabhängig
große Bereiche außerhalb der lonenspur amorphisiert werden. Die Visualisierung
der lonenspuren erfolgt mittels Mikro-Ramansonde, hochauflösender Rasterelek-
tronen-Mikroskopie, Rasterkraftmikroskopie, Tunnelmikroskopie und Anätzen.
Neben Graphit wurden Zirkon, Quarz und Rutil mit Uranionen bei unterschiedli-
chen Drücken bestrahlt. Apatit wurde bei hohem Druck und moderater Temperatur
(300 °C) bestrahlt. Zum Vergleich wurde Apatit in einer Diamant-Stempelzelle ohne
Druck bestrahlt.
Veröffen Eichungen
Fuchs, M. & Wagner, G. A. (2003): Recognition of msufficient bleachmg by small ali-
quots of quartz for reconstructing soll erosion in Greece. Quatern. Sei. Reviews
22,1161-1167.
Glasmacher, U. A., Lang, M., Klemme, S., Moine, B., Barbero, L., Neumann, R. &
Wagner, G. A. (2003): Alpha-recoil tracks in natural dark mica: Dating geological