isotopenhäufigkeit

Isotopenhäufigkeit bezeichnet den Anteil der verschiedenen Isotope eines Elements in einer natürlichen Probe. Sie wird oft als fraktionale Häufigkeit oder als prozentualer Anteil angegeben. Die Isotopenhäufigkeiten eines Elements summieren sich zu 1 bzw. zu 100 Prozent. Aus der gewichteten Summe der Massen der Isotope mit ihren Häufigkeiten ergibt sich die relative Atommasse des Elements.

In der Natur kommen stabile Isotope und radioaktive Isotope vor. Die Isotopenhäufigkeiten sind charakteristisch für jedes Element und bilden die Grundlage für viele Anwendungen in Geowissenschaften, Chemie und Physik. Veränderungen der relativen Häufigkeiten treten durch Isotopenfractionierung während chemischer oder physikalischer Prozesse sowie durch natürliche oder anthropogene Einträge auf. Die Messung erfolgt überwiegend mit Massenspektrometrie, ergänzt durch andere spektroskopische oder radiochemische Methoden.

Wichtige Anwendungen finden sich in der Bestimmung der Atommasse, der Isotopengeochemie, der Archäologie und Umweltforschung. Isotopische Signaturen ermöglichen Altersbestimmungen, Spurenanalysen und die Rekonstruktion von Stoffkreisläufen. In der Praxis werden häufig Referenzwerte verwendet, um natürlichen Abweichungen und Messunsicherheiten Rechnung zu tragen.

Beispiele: Kohlenstoff hat natürliche Isotope 12C (~98,93 %) und 13C (~1,07 %). Wasserstoff besteht überwiegend aus 1H (~99,988 %) mit einem kleinen Anteil von 2H (~0,012 %). Uran liegt in der Natur überwiegend als 238U (~99,2745 %) und 235U (~0,720 %) vor, mit sehr geringen Anteilen weiterer Isotope.