Entwicklung und Validierung einer Analysenmethode zur Bestimmung von 90Sr im Rahmen der Datierung von Elfenbein mittels der Radionuklide 14C, 90Sr und 228/232Th
Schmied, Stefanie - Universität Regensburg (2012)
Das Ziel, die herkömmliche Datierungsmethode basierend auf der Bestimmung des Radionuklids 14C in Rohelfenbein mittels des Radionuklids 90Sr bezüglich der Sicherheit und Aussagekraft des Datierungsergebnisses deutlich zu verbessern, konnte erreicht werden.
Eine bereits für hohe Calciummassen in Form von Rohmilchasche validierte chromatographische Analysenmethode mittels des Kationenaustauschers Dowex®50WX8 zur Bestimmung von 90Sr wurde durch mehrere Optimierungsschritte an die Matrix Rohelfenbeinasche angepasst. Der Elutionsbereich des Strontiums wurde neu bestimmt und die Abhängigkeit desselben von der Calciummasse untersucht. Es konnte keine Abhängigkeit von der Calciummasse festgestellt werden, so dass der ermittelte Elutionsbereich für Strontium für jede zu analysierende Probe Gültigkeit besitzt und nicht individuell angepasst werden muss. Um die Datierung noch sicherer in ihrer Aussage zu machen, wurde versucht, das Element Thorium in die Analyse miteinzubeziehen. Dazu wurde eine Kombinationsmethode zur Abtrennung des Thoriums und Strontiums aus der Rohelfenbeinasche in einem einzigen chromatographischen Schritt entwickelt. Es wurde der Elutionsbereich des Thoriums bezüglich des Kationenaustauschers Dowex®50WX8 bestimmt und die Kombinationsmethode anhand eines zertifizierten Standardreferenzmaterials validiert. Die entwickelte Kombinationsmethode lieferte die richtigen Ergebnisse und konnte auf Rohelfenbeinproben angewandt werden.
Mittels unabhängig datierter Proben konnte eine Bombenkurve für 90Sr in Rohelfenbein erstellt werden. Diese Bombenkurve trägt in Zukunft durch ihren funktionellen Zusammenhang dazu bei, dass zu datierende Proben nicht nur mittels 14C, sondern auch mittels 90Sr Altersbereichen zugeordnet werden können. Aufgrund der Voraussetzung einer repräsentativen Probenahme für eine Datierung wurde anhand eines ganzen Stoßzahns untersucht, ob die Position der Probenahme an einem Stoßzahn bezüglich 90Sr bedeutend ist. Eine longitudinale Abhängigkeit der spezifischen Aktivität des 90Sr konnte nicht festgestellt werden, dementsprechend ist die Position der Probenahme an einem ganzen Stoßzahn für das Nuklid 90Sr unbedeutend. Lediglich die Bestimmung der spezifischen Aktivität des 90Sr kann in den meisten Fällen zur Klärung des Vorhandenseins einer Antiquität herangezogen werden. Da das Stichdatum für Antiquitäten der 01.06.1947 ist, und bearbeitete Gegenstände vor diesem Datum als Antiquität bezeichnet werden dürfen, ist kein 90Sr über Nachweisgrenze in diesen Proben detektierbar. Um den Nachweis des Vorhandenseins einer Antiquität zu bestärken, empfiehlt sich die zusätzliche Bestimmung des Nuklids 14C.
Die ausgearbeitete Analysenmethode zur Bestimmung der spezifischen Aktivität des 90Sr in Rohelfenbein kann auf die Matrices Rhinoceroshorn und Schildpatt nicht angewandt werden. Die Zusammensetzung dieser Materialien ist der Knochensubstanz nicht ähnlich und besitzt nur einen geringen anorganischen Anteil. Für die Bestimmung des 90Sr in Rhinoceroshorn oder Schildpatt wäre infolgedessen eine erhebliche Probenmasse vonnöten, um durch die Veraschung des Probenmaterials eine ausreichend große Aschemasse zu erhalten, die eine sichere Datierung gewährleistet. Dies ist im Hinblick auf kommerzielle Zwecke nicht vertretbar und selbst allein zur Bestätigung der Illegalität einer Probe ohne kommerziellen Hintergrund ist meist die Probenmasse zu gering. Das Potential der Matrix Rohelfenbein, mit weiteren Radionukliden das Alter der Probe zu bestimmen, wurde überprüft. Dazu wurden das Falloutnuklid 63Ni und das natürliche Radionuklid 210Pb ausgewählt. Eine Datierung mittels 63Ni führte nicht zu den gewünschten Ergebnissen, wobei sich 210Pb durchaus zur Altersbestimmung in Kombination mit 210Po durch Bildung des Verhältnisses der spezifischen Aktivitäten des 210Po zu 210Pb eignen würde, sich aber dennoch durch gezielte Untersuchungen und Analysen noch beweisen sollte.