Isotopenanteil

Isotopenanteil bezeichnet den Anteil eines bestimmten Isotops eines Elements an der Gesamtzahl seiner Atome in einer Probe oder in der Natur. Isotope sind Varianten eines Elements mit unterschiedlicher Neutronenzahl. Der Isotopenanteil wird oft als relative Häufigkeit oder in Prozent angegeben. In einer natürlichen Probe addieren sich die Anteile aller Isotope zu 1 (bzw. 100 Prozent).

Es gibt stabile Isotope, die nicht zerfallen, und radioaktive (instabile) Isotope, die sich mit bekannter Halbwertszeit zerfallen. Die Verteilung der Isotopen wird durch Messungen bestimmt, überwiegend mithilfe von Massenspektrometrie (z. B. TIMS, MC-ICP-MS) oder anderen spektroskopischen Methoden. Ergebnisse werden häufig als Isotopenverhältnis angegeben oder in der Delta-Notation δ, bezogen auf definierte Standards.

Anwendungen der Isotopenabundanzen umfassen die Altersbestimmung durch Radiometrie (z. B. K-Ar, U-Pb, C-14), die Herkunftsbestimmung von Gesteinen, Mineralien oder Archivalien (Isotopensignaturen), sowie Umwelt- und Klimaforschung (Isotopenfractionation in Wasser, Luft; palaeoklima), Medizin und Biologie (Tracerstudien). Isotopenverhältnisse dienen auch zur Nachverfolgung von Prozessen in Ökosystemen und zur Charakterisierung geochemischer Prozesse.

Ursachen für Veränderungen im Isotopenanteil in natürlichen Proben sind physikalische oder chemische Fractionation, biologische Prozesse oder Reaktionspfade, die zu leichten Abweichungen führen. In vielen Fällen ermöglichen korrekte Kalibrationen gegen Referenzmaterialien verlässliche Aussagen zu Herkunft, Alter oder Umweltbedingungen.