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Isotopenverfahren

Isotopenverfahren, auch isotopische Methoden genannt, sind wissenschaftliche Techniken, die die Eigenschaften von Isotopen nutzen, Varianten eines Elements mit derselben Ordnungszahl aber unterschiedlicher Massenzahl, um natürliche Prozesse, Herkunft und Zeiten zu untersuchen. Sie verwenden entweder stabile oder radioaktive Isotope. Durch Messung von Isotopenverhältnissen, wie 13C/12C, 18O/16O oder 238U/235U, können Forscher Materialherkunft nachvollziehen, Fraktionierungsprozesse quantifizieren und Proben datieren. Zu den gängigen Ansätzen zählen das Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie (IRMS) für präzise Verhältnisbestimmungen, die Thermionische Massenspektrometrie (TIMS), die Multi-Collector-Induktiv-gekoppelte Plasmaspektrometrie (MC-ICP-MS) und die Beschleuniger-Massenspektrometrie (AMS) für langlebige Radionuklide.

Anwendungen erstrecken sich über Geowissenschaften, Archäologie, Biologie, Umweltwissenschaften und Medizin. In den Geowissenschaften liefern stabile Isotopenverhältnisse

Die Interpretation isotopischer Daten erfordert Kalibrierung gegen Standards und das Verständnis von Fraktionationsprozessen. Sie profitieren von

Hinweise
auf
Paläoklima-Rekonstruktionen
(z.
B.
δ18O,
δ13C)
und
Hydrologie.
In
Archäologie
und
Paläontologie
ermöglichen
radiometrische
Datierungen
(z.
B.
14C-Datierung,
U-Pb-Datierung)
Altersbestimmungen
von
organischen
Resten
oder
Mineralien.
Isotopen-Tracking
wird
genutzt,
um
Stoffwechselwege
und
Nährstoffflüsse
in
der
Biologie
zu
studieren;
Isotopen-Markierungen
finden
in
der
Pharmakologie
und
klinischen
Diagnostik
Anwendung.
In
der
Lebensmittel-Identitätssicherung
und
Forensik
helfen
Isotope
bei
der
Herkunftsfeststellung
oder
der
Erkennung
von
Verfälschungen.
Referenzmaterialien
und
internationalen
Skalen;
Ergebnisse
werden
in
Delta-Notation
(δ-Werte)
für
Vergleiche
berichtet.
Zu
den
Einschränkungen
gehören
der
Bedarf
an
spezieller
Ausrüstung,
Probenvorbereitung,
potenzielle
Kontaminationen
und
die
Komplexität
der
Signaturen,
die
durch
mehrere
Prozesse
beeinflusst
sein
können.