Kerne als Uhren (Nukleare Chronometrie)

Die Grundlage der Verwendung von Atomkernen als Uhren basiert auf dem Phänomen des radioaktiven Zerfalls von angeregten (d.h. nicht im Grundzustand mit tiefster Energie befindlichen) Nukliden, womit alle durch feste Protonenzahl Z und Neutronenzahl N gekennzeichnete Kernsysteme bezeichnet werden.. Dabei schwindet die Zahl N der zerfallsbereiten Kerne in einem Ensemble nach dem radioaktiven Zerfallsgesetz1.1$$ N(t) = N(0)\,\exp \left[ { - t/\tau } \right] $$ wo N(0) die Anzahl der angeregten Kerne in einer Probe zur Zeit t = 0 und τ die mittlere Lebensdauer des Zerfallsmodus ist. Kennt man N(0), so ist durch Messung von N(t) die seit t = 0 verflossene Zeit im Prinzip einfach bestimmt als 1.2$$ t = \tau \ln \left[ {N(0)/N(t)} \right] $$ Der große Vorteil bei der Verwendung nuklearer Systeme besteht nun darin, daß 1.die Lebensdauer τ unter den in der Natur anzutreffenden Umständen absolut konstant ist, also nicht von der Historie abhängt, die unserer Probe seit t = 0 widerfahren ist.2.2. die verfügbaren Kernsysteme eine große Spannweite von Lebensdauern aufweisen, sodaß die nützlichen Zeitintervalle von Sekunden bis Jahrmilliarden reichen.