Halbwertszeit der Elemente

Hallo,

vor einiger Zeit wurde bewiesen das das Element Wismut eine gewisse, doch sehr lange Halbwertszeit besitzt. Es ist ein Alpha-Strahler. Doch diese Halbwertszeit ist um Zehnerpotenzen höher als das Alter des Universums. Könnte man nun in Folge annehmen, das es überhaupt keine stabilen Elemente gibt, also in unendlich ferner Zeit sich alle Elemente einer gewissen „Zersetzung“ auf radioaktiver Ebene unterziehen müssen? Ich rede nicht davon, das unser Universum so lange existiert.

Gruß
Selorius

Hallo!

Nein. Ein radioaktiver Zerfall läuft nur dann ab, wenn dabei Energie freigesetzt werden kann. Das ist ein bisschen so ähnlich wie bei chemischen Reaktionen, die ja auch nur dann von selbst ablaufen, wenn sie exotherm sind. Alle Nuklide, die schwerer sind als Eisen besitzen mehr Energie als ihre Spaltprodukte. Bei ihnen ist es also zumindest theoretisch denkbar. Bei den Nukliden, die jedoch leichter als Eisen sind, wäre jeder Zerfall mit Energieaufnahme verbunden (d. h. von selbst zerfallen diese Kerne nicht).

Deswegen beobachtet man bei leichten Kernen ja auch nur beta-Strahlung, die zwar das Verhältnis von Protonen zu Neutronen im Kern ändern kann, jedoch nicht zu einer Änderung der Massenzahl führt. Der beta-plus und der beta-minus-Zerfall führen letztendlich immer ins „stabile Tal“, aber nie mehr aus ihm heraus.

Michael

Hallo!
Was verstehst eigentlich unter „Stabilität“?
(Dann wäre der Begriff „Zerfall“ bzw. „Energie“ hier vielleicht etwas genauer zu fassen.)
mfG

annehmen, das es überhaupt keine stabilen Elemente gibt, also
in unendlich ferner Zeit sich alle Elemente einer gewissen
„Zersetzung“ auf radioaktiver Ebene unterziehen müssen? Ich
rede nicht davon, das unser Universum so lange existiert.

Hallo,

was soll es denn sonst tun? Abgesehen davon hast du langfristig wohl recht, aufgrund der Quantenmechanik kann alles geschehen, wenn auch mit geringer Wahrscheinlichkeit, daher werden letzlich alle Atomkerne in Eisen umgewandelt. Langfristig heisst wohl so 10^20 bis 10^30 Jahre.

Zitat:
"Ende der Materie. Atomare Prozesse verwandeln die erloschenen Reste der Sterne und Planeten nach und nach in Eisen, das langlebigste Element. Doch auch Eisen hält nicht ewig. Durch den Protonenzerfall lösen sich die Eisenatome schließlich in einzelne Elementarteilchen auf. Innerhalb von 10^37 Jahren hört die Materie, die wir kennen, auf zu existieren.**** "

zitiert aus : http://www.weltlinie.de/astro003.html

Gruss Reinhard

Hallo,

wurde der Protonenzerfall eigentlich schon mal nachgewiesen?
Soweit ich weiß, ist er bislang auch nur für freie Protonen vermutet. In Deinem Zitat klingt das so, als wär das schon ein alter Hut…
Die Quelle Deines Zitats scheint mir auch nur pseudo-seriös, um ehrlich zu sein…

Grüße,
Grünblatt

Meines Wissens bisher kein Nachweis. Das Ganze ist auch mehr von theoretischem Interesse (GVT).
mfG

Die Quelle Deines Zitats scheint mir auch nur pseudo-seriös,
um ehrlich zu sein…

Hallo Grünblatt,

hast du eine bessere? Ansonsten sprechen wir uns in 10^37 Jahren wieder. Übrigens wurde das in naturwissenschaftlichen Zeitschriften so veröffentlicht, ohne Widerspruch von Fachleuten. Aber Prognosen, die die Zukunft betreffen…

Gruss Reinhard

Anmerkung
Hallo,

Ansonsten sprechen wir uns in 10^37 Jahren wieder.

Ganz so lang braucht man aber nicht, um eine Halbwertszeit festzustellen. Es reicht, wenn im Rahmen der Messgenauigkeit ein gewisser Prozentsatz (promille? ppm?) einer Materialmenge zerfallen ist.

Wobei diese Menge bei einer (normalerweise überschaubaren) Anzahl von Protonen natürlich nicht sehr groß ist, aber man eben noch lange nicht von 10^37 Jahren ausgehen muss.
Gruß
loderunner

Hallo,

Murphy’s law

„Wenn es mehrere Möglichkeiten gibt, eine Aufgabe zu erledigen, und eine davon in einer Katastrophe endet oder sonstwie unerwünschte Konsequenzen nach sich zieht, dann wird es jemand genau so machen.“ („If there’s more than one possible outcome of a job or task, and one of those outcomes will result in disaster or an undesirable consequence, then somebody will do it that way.“)

oder mathematisch:

Wir setzen eine diskrete Anzahl von Versuchen voraus. Dann setzen wir die Zeit auf unendlich, unsere Auswahlmenge ist also abzählbar unendlich groß.

In dieser Auswahlmenge geben wir nun jedem Ereignis eine Wahrscheinlichkeit und ziehen unendlich mal mit Zurücklegen. die Wahrscheinlichkeit, dass unser Ereignis in n Versuchen mind 1mal aufgetreten ist, ist:

p(X => 1) = p(1-p)^(n-1) + p²(1-p)^(n-2) + … + p^n(1-p)^0

p(X => 1) = Sigma_(k=1)^n p^k(1-p)^(n-k)

Dies ist eine Binomialverteilung, wenn ihr erstes Glied nur enthalten wäre. Das addieren wir an:

Sigma_(k=0)^n p^k(1-p)^(n-k) = 1

der erste Wert fehlt uns, hat aber nach Voraussetzung einen diskreten Wert:

p(0) = (1-p)^n

Also:

p(X -> 1 ) = Sigma_(k=0)^n p^k(1-p)^(n-k) - (1-p)^n = 1

(Sigma = Summe)

Betrachten wir uns das im Grenzfall n -> unendlich:

p*(X -> 1) = lim_(n -> unendlich) Sigma_(k=0)^n p^k(1-p)^(n-k) - lim_(n -> unendlich) (1-p)^n = 1 - 0 = 1

Also: Was passieren kann, wird, wenn wir ihm beliebig Zeit geben, sicherlich auch passieren (die Wahrscheinlichkeit dafür ist = 1 !).

Das gilt natürlich auch für Atomkerne.
In der Quantenmechanik haben wir eine Beschreibung der Zerfallswahrscheinlichkeit von Kernen. Diese wird nun nicht mehr nur durch exp - Funktion beschrieben, sondern ist erweitert.
Die Kompliziertheit einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion ist jedoch kein Einwand gegen die obige Betrachtung, denn es kommt darauf dann, dass die Wahrscheinlichkeit für ein bestimmtes Ereignis p irgendwie bekannt ist.
Wer andere Voraussetzungen findet, plz post.

Also hier
Hier ist die Nuklidkarte

http://benjamin-marius.tammen.caro-os.de/nuklidkarte…

Du kannst dir die Zerfalls zerfälle so denken:

Blau : Gehe eins nach oben links

Rot: Gehe eins nach unten rechts

Gelb: Gehe eines nach unten link

wie du siehst, kannst du nur auf Gelb nach unten links laufen. Rot und Blau heben sich in ihrer Wirkung auf.

Wenn du den Weg verfolgst, wirst du sehen, dass die schweren Kerne maximal zu Blei zerfallen, alles Leichtere aber erhalten bleibt, weil es auf geschlossenen Bahnen zerfällt.

Bg

Cfrog

Möchte erinnern, daß Zerfall in der Regel nicht „zerfallen“ im üblichen Sinne bedeutet. Und bei der mathematischen Beschreibung (als Herleitung des Zerfallsgesetzes) gerät wohl etwas in den Hintergrund die interessante physikalische Gesetzmäßigkeit von Zerfalls konstanten.
mfG