In een artikel op nu.nl lezen we het volgende:
“Onderzoekers van onder meer de Rijksuniversiteit Groningen hebben bewijs gevonden dat de eerste bekende nederzetting van de Noord-Europese Vikingen op het Noord-Amerikaanse continent precies duizend jaar oud is, melden ze in Nature.
De wetenschappers baseren hun conclusies op onderzoek naar een piek in radioactiviteit, die is veroorzaakt door een zonnestorm in het jaar 993. Ze hebben de jaarringen na die piek geteld in bomen die werden gekapt voor het bouwen van de Vikingnederzetting in de Canadese vindplaats L'Anse aux Meadows. Zo konden de onderzoekers bepalen dat de bomen die werden gebruikt voor de nederzetting werden gekapt in het jaar 1021.”
Maar, hoe kunnen ze nou één jaarring zo nauwkeurig dateren? Ze maken daarbij gebruik van koolstof-14, C-14.
C-14 bevindt zich in de atmosfeer en is een instabiel isotoop.
a) Geef de vervalvergelijking van C-14.
$_{6}^{14}\textrm{C} \rightarrow _{-1}^{0}\textrm{e} + _{7}^{14}\textrm{N}$
b) Wat is de halveringstijd van C-14?
5730 jaar
C-14 ontstaat in de atmosfeer wanneer neutronen botsen op een stikstof-14 kern. Bij deze reactie ontstaat ook een ander deeltje.
c) Geef de kernreactievergelijking van dit proces en bepaal daarmee welk deeltje er nog meer vrijkomt bij deze reactie.
$_{7}^{14}\textrm{N} + _{0}^{1}\textrm{n} \rightarrow _{6}^{14}\textrm{C} + _{1}^{1}\textrm{p}$
Er ontstaat dus ook een proton.
De aarde wordt continu gebombardeerd door deeltjes met een grote energie, afkomstig uit de ruimte. Dit wordt kosmische straling genoemd. Wanneer deze hoogenergetische straling hoog in de atmosfeer botst op andere deeltjes kunnen er neutronen vrijkomen. Tijdens een zonnestorm komt er veel meer hoogenergetische straling de atmosfeer dan normaal het geval is.
d) Leg uit wat het effect hiervan is op de C-14 concentratie.
Er ontstaan dan meer neutronen, waardoor er ook meer C-14 kan ontstaan. De concentratie zal dus toenemen.
Een boom neemt koolstof op uit de atmosfeer. Wetenschappers kunnen de concentratie C-14 uit de jaarringen van een boom bepalen. Het is bekend dat er in 993 een grote zonnestorm was.
e) Leg uit hoe wetenschappers dit gegeven kunnen benutten om de ouderdom van een stuk hout te bepalen.
Wetenschappers kunnen op zoek gaan naar de jaarring met een veel hogere concentratie C-14. Vanuit hier kunnen wetenschappers het aantal jaarringen tot de buitenste jaarring tellen. De buitenste jaarring is ontstaan in het jaar dat de boom gekapt is. Het aantal jaren wat zo geteld wordt is dus het aantal jaren sinds 993.
