Archäometrie

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Spaltfragmente eine lineare Defektkonzentration, die latente Spaltspur. Diese Spur
hat eine Länge von mehreren pm und einen Durchmesser von wenigen nm. Mit
einem geeigneten Ätzmittel wird sie in den optisch-mikroskopisch sichtbaren
Bereich erweitert. Die Analyse des Urangehalts erfolgt mit thermischen Neutronen
erzeugten Spaltspuren des Uran-235. Datierung von Obsidianen aus Italien, Grie-
chenland und Ecuador wurden begonnen.
Alpha-Rückstoßspuren (ART)-Datierung in jungen vulkanischen Glimmern
Die ART-Datierung von Dunkelglimmern kann für archäologische Fragestellungen
genutzt werden. Die Forschungsstelle fuhrt verschiedenste Untersuchungen zur phy-
sikalischen Natur dieser auf den Alpha-Zerfall zurückzuführenden Strahlenschäden
durch. Die ART-Defekte haben eine Größe im nm-Bereich und werden je nach Bil-
dungszeitraum und Uran- und Thoriumgehalt durch Ätzen so erweitert, dass sie ent-
weder mit dem Rasterkraftmikroskop (alt, bzw. hohe U- und Th-Gehalte), dem
Rasterelektronenmikroskop oder dem optischen Mikroskop (jung, niedrige U- und
Th-Gehalte) sichtbar gemacht werden können. Experimente mit beschleunigten
Ionen erlaubten die Simulation von ART-Strahlenschäden im Kristallgitter beliebi-
ger Minerale. Am Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares in Mexiko wurde
ein lonen-Beschleuniger zur Simulation von ART-Defekten, die in kurzen Zeiträu-
men oder in Mineralen mit niedrigen Uran- und Thoriumgehalten gebildet wur-
den, umgerüstet. Zusammen mit der Abteilung Materialforschung der Gesellschaft
für Schwerionenforschung (GSI) wird an einem Beschleuniger in Porto Allegre,
Brasilien, die Bildung von ART-Strahlenschäden für lange Zeiträume bzw. hohe
U- und Th-Gehalte simuliert. Diesen Experimenten folgen Untersuchungen zu
den Ätzbedingungen die Minerale Calcit, Zirkon, Apatit, Muskowit, Phlogopit und
Fluorit. Weiterhin wird mit dem GeoForschungsZentrum Potsdam an den bestrahl-
ten Proben hochauflösende Transmissions-Elektronen-Mikroskopie ausgeführt.
Erzeugung von lonenspuren unter quasi natürlichen Bedingungen
Natürliche lonenspuren in Mineralen und Gläsern entstehen durch den 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 zum Verständnis der
strukturellen Änderungen in natürlichen und künstlichen (anthropogenen) Materia-
lien, die wichtig für die quantifizierende Beschreibung der Bildungsprozesse sind,
wurden bisher ohne die Berücksichtigung des Einflusses von Druck durchgeführt.
In einem BMBF-geförderten Forschungsvorhaben wurden zusammen mit der
Abteilung Materialforschung der Gesellschaft für Schwerionenforschung in Darm-
stadt Minerale, die geologisch und archäologisch relevant sind, unter Druck am neu-
eingerichteten Messplatz bestrahlt. Diese Experimente ermöglichen Untersuchun-
gen zum Einfluss des radioaktiven Zerfalls auf die Struktur von Mineralen, die unter
höherem Druck und höheren Temperaturen stehen. Die untersuchten Minerale