Radioaktiver Zerfall ist konstant
Die Zerfallsrate bestimmter radioaktiver Nuklide hängt nicht vom Abstand zwischen Erde und Sonne ab.
Wie weit die Erde von der Sonne entfernt ist, hat keinen Einfluss auf die Zerfallsrate von radioaktivem Chlor. „Wieso sollte es auch?", könnte man fragen, denn bekanntlich ist der Zerfall von Radionukliden verlässlich wie eine Schweizer Uhr. Doch US-amerikanische Wissenschaftler hatten kürzlich für Aufsehen gesorgt, als sie postulierten, die Zerfallsrate würde vom Fluss solarer Neutrinos und damit auch vom Abstand der Erde zur Sonne abhängen. Grundlage ihrer Vermutung waren unter anderem ältere Messdaten aus der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB). Deren Forscher haben die These der Amerikaner nun eindeutig widerlegt.
Abb.: Während die amerikanischen Messergebnisse periodisch schwanken, ist dies bei den PTB-Werten nicht der Fall. Die blaue Kurve verdeutlicht den Abstand zwischen Erde und Sonne (dargestellt als reziprokes Quadrat des Abstands in der astronomischen Einheit AE). (Bild: PTB)
Die Halbwertszeit radioaktiver Isotope, also der Zeitraum, in dem die Hälfte aller Atomkerne zerfallen ist, gilt als unveränderlich stabil. Beim Kohlenstoff-Isotop 14C sind das beispielsweise 5700 Jahre. Man nutzt diese Eigenschaft unter anderem bei der Datierung archäologischer Funde. Als eine Gruppe US-amerikanischer Wissenschaftler kürzlich Messdaten des radioaktiven Isotops 36Cl veröffentlichte, die jahreszeitliche Schwankungen aufwiesen, und dies mit dem Einfluss solarer Neutrinos erklärten, war die Aufregung groß. 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.
Wissenschaftler der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt haben nun nachgemessen und ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Astroparticle Physics veröffentlicht. Drei Jahre lang überprüften sie die Aktivität von Proben mit 36Cl, um mögliche jahreszeitliche Abhängigkeiten zu erkennen. Während die US-Amerikaner 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. „Wir gehen davon aus, dass andere Einflüsse viel wahrscheinlicher für die beobachteten Schwankungen sind", erklärt Karsten Kossert. „Es ist bekannt, dass Änderungen der Luftfeuchte, des Luftdrucks und der Temperatur empfindliche Detektoren durchaus beeinflussen können."
Mittlerweile haben die Forscher die Daten einer weiteren Messreihe – diesmal für das Strontium-Isotop 90Sr – ausgewertet und zur Veröffentlichung eingereicht, und auch hier zeigen selbst aufwendige Analysemethoden keinen Hinweis auf jahreszeitliche Schwankungen. Man kann somit davon ausgehen, dass es den Einfluss von solaren Neutrinos – zumindest in der postulierten Größenordnung – auf den radioaktiven Zerfall nicht gibt.
PTB / PH
