Woher kommen radioaktive Elemente

Wissenschaft Physik
1

Hallo,

ich habe einige Fragen und Verständnisproblem zur natürlichen
Radioaktivität.

  1. woher kommen die schweren Elemente. Soweit ich gehört habe,
    entstehen diese bei extrem hochenergetischen Ereignissen.
    -> z.B. Supanova ? Gibt es andere Erklärungen?

  2. Wenn natürlich vorkommende radioaktive Elemente irgend wann
    vor einigen Mdr. Jahren entstanden sind (die Materiem, aus der
    die Erde besteht ist ja wohl doch schon ziehmlich alt), warum
    sind diese nicht schon längst zerstahlt.
    Selbst bei Halbwertzeiten von Mio. Jahren ist doch schon genug
    Zeit vergangen,daß kaum nach was übrig sein sollte, oder nicht?.
    Gruß Uwi

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Hallo,

ich habe einige Fragen und Verständnisproblem zur natürlichen
Radioaktivität.

  1. woher kommen die schweren Elemente. Soweit ich gehört habe,
    entstehen diese bei extrem hochenergetischen Ereignissen.
    -> z.B. Supanova ? Gibt es andere Erklärungen?

Nein :wink: schwere Elemente (schwerer als Helium) kann man nur durch Fusion erzeugen. Allerdings sind die Sterne dazu nicht in der Lage, da die Fusion nur bis zum Eisen Energie liefert. Alles was schwerer ist, benötigt mehr Energie zu Fusion, als dabei gewonnen wird. Lediglich Supernova-Explosionen haben soviel Energie zur Verfügung.
Aber: Nicht alle schweren Elemente sind radioaktiv und umgekehrt sind nicht alle radioaktiven Elemente schwer.

  1. Wenn natürlich vorkommende radioaktive Elemente irgend wann
    vor einigen Mdr. Jahren entstanden sind (die Materiem, aus der
    die Erde besteht ist ja wohl doch schon ziehmlich alt), warum
    sind diese nicht schon längst zerstahlt.

Das hat mehrere Gründe:

  1. Sie entstehen laufend neu. Durch Beschuss mit kosmischer Strahlung verwandeln sich z.B. in unserer Atmosphäre normale Stickstoff-Atome (N-14) in das Kohlenstoff-Isotop C-14. Dieses ist nicht stabil und zerfällt daher mit der Zeit wieder. Dies nutzt man dann z.B: in der Radiocarbon-Methode zur Alterbestimmung von organischem Material.

  2. Radioaktive Elemente zerfallen ja nicht automatisch in ein nicht-radioaktives Isotop. Es gibt vier Haupt-Zerfallsreihen, wo ein radioaktives Element in eine anderes zerfällt. Daher kann es sehr lange dauern, bis endlich ein nicht-radioaktives Isotop erreicht wird.

mfg
deconstruct

3

Hallo,

ich habe einige Fragen und Verständnisproblem zur natürlichen
Radioaktivität.

  1. woher kommen die schweren Elemente. Soweit ich gehört habe,
    entstehen diese bei extrem hochenergetischen Ereignissen.
    -> z.B. Supanova ? Gibt es andere Erklärungen?

rugby-synchronizitäten gibt es immer wieder. vulkane, beben, gewitter. klar brauchst du nicht für jede schneeflocke einen geigerzähler. es sei denn, sie kommt einzeln.

  1. Wenn natürlich vorkommende radioaktive Elemente irgend wann
    vor einigen Mdr. Jahren entstanden sind (die Materiem, aus der
    die Erde besteht ist ja wohl doch schon ziehmlich alt), warum
    sind diese nicht schon längst zerstahlt.
    Selbst bei Halbwertzeiten von Mio. Jahren ist doch schon
    genug
    Zeit vergangen,daß kaum nach was übrig sein sollte, oder
    nicht?.

die columbia war ja auch fast schon ein meteorit, als sie landete.

Gruß

4

Hi Uwi,

  1. woher kommen die schweren Elemente. Soweit ich gehört habe,
    entstehen diese bei extrem hochenergetischen Ereignissen.
    -> z.B. Supanova ? Gibt es andere Erklärungen?

wie deconstruct schon schrieb. Alle Elemente, die schwerer als Eisen sind, sind ‚Sternenstaub‘, also das Produkt einer Supernova.

  1. Wenn natürlich vorkommende radioaktive Elemente irgend wann
    vor einigen Mdr. Jahren entstanden sind (die Materiem, aus der
    die Erde besteht ist ja wohl doch schon ziehmlich alt), warum
    sind diese nicht schon längst zerstahlt.
    Selbst bei Halbwertzeiten von Mio. Jahren ist doch schon
    genug
    Zeit vergangen,daß kaum nach was übrig sein sollte, oder
    nicht?.

Man unterscheidet zwischen natürlichen Radionukliden und künstlichen.
Ettliche natürliche Radionuklide haben sehr große Halbwertzeiten (z.B. Uran und Thorium). Sie stammen wirklich aus uralten Zeiten.
Aber natürliche Radionuklide müssen nicht unbedingt eine lange Halbwertzeit haben, viele entstehen duch Zerfall der genannten langlebigen Nuklide. Ihre Konzentrtation ist dann allerdings nicht sehr hoch.

Künstliche Radionuklide werden durch verschiedene Methoden hergestellt. Hier ist die Kernspaltung schwerer Kerne zu nennen und die Bestrahlung mit Neutronen oder leichten bis mittelschweren Atomkernen.
Das passiert zwar auch in der Natur, aber ziemlich selten.

Gandalf

5

Hallo Uwi!

Selbst bei Halbwertzeiten von Mio. Jahren ist doch schon
genug
Zeit vergangen,daß kaum nach was übrig sein sollte, oder
nicht?.

Genau darüber habe ich mir auch mal Gedanken gemacht. Aber genau diese Hypothese ist doch auch Realität. Der Anteil an Radionukliden in der Erdrkuste ist ja tatsächlich verschwindend gering - bzw. wie du es sagst: es ist ja kaum noch was übrig. Oder?

Gruß

Stefan

6

Hallo Stefan,

es wird in der Geologie zwischen primordialen und nichtprimordialen Nukliden unterschieden.
Erstere waren schon bei der Erschaffung der Erde da und sind es immer noch, allerdings von Tag zu Tag weniger.
Nichtprimordiale Nuklide sind meist Folgenuklide der primordialen, oder solche (wie z.B. Kohlenstoff 14) die durch kosmische Strahlen in der Atmosphäre erzeugt werden.

Gandalf

7

Hallo Gandalf!

[…] Erstere waren schon bei der Erschaffung der Erde da und sind
es immer noch, allerdings von Tag zu Tag weniger. […]

Das ist mir soweit bekannt. Was mich jetzt interessieren würde, ob meine Annahme, dass speziell die primordialen Radionuklide nur (noch) einen verschwindend geringen Anteil an der uns bekannten Materie haben, richtig ist.

Hast du da zufälligerweise auch nähere Infos drüber?

Gruß

Stefan

8

  1. woher kommen die schweren Elemente. Soweit ich gehört habe,
    entstehen diese bei extrem hochenergetischen Ereignissen.
    -> z.B. Supanova ? Gibt es andere Erklärungen?

  2. Wenn natürlich vorkommende radioaktive Elemente irgend wann
    vor einigen Mdr. Jahren entstanden sind (die Materiem, aus der
    die Erde besteht ist ja wohl doch schon ziehmlich alt), warum
    sind diese nicht schon längst zerstahlt.
    Selbst bei Halbwertzeiten von Mio. Jahren ist doch schon

Hallo
Das ist wohl eine Frage , die ein Wissenschaftler heutzutage beantworten kann , aber so einfach ist wiederum doch nicht .
Zum einen beantwortet der Begriff Halbwertszeit etwas Deine Frage .
Beispiel : Im einem Endlager gib es radioaktives Material mit der Halbwertszeit von einer Million Jahren .
Nach einer Milliarde von Jahren wird es dieses immer noch geben ´, nur nicht mehr so viel , ähem .
Es gibt übrigens Theorien , nachdem die Erde im Laufe Ihrer Geschichte nach der Entstehung eines festen Himmelskörpers noch um das zwei oder dreifache durch Meteoriten und Staub aus dem Weltall angewachsen ist .
Damit könnte man vielleicht auch lokale Anreicherungen von Uran erklären ?
Dann könnte man auch noch eine Art Erik von Däniken erfinden , nachdem mal riesige Ufos mit Uranantrieb abgestürzt sind , war echt lange her .
Oder besser gesagt , ich verstehe nicht ganz , wieso sich in einem Gebirge Uran befindet , und in einem anderem ähnlichem nicht .
MfG

9

Hi Stefan,

Hast du da zufälligerweise auch nähere Infos drüber?

Uran und Thorium sind keine sehr häufigen Elemente, aber doch deutlich häufiger als z.B. Silber oder alle Platinmetalle. Selbst Iod ist seltener.

Thorium: 0,0011 % 
Uran: 0,00032 %

Silber: 0,00001 %
Iod: 0,000006 %

Gandalf

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Erzanreicherung und Meteoriten

Es gibt übrigens Theorien , nachdem die Erde im Laufe Ihrer
Geschichte nach der Entstehung eines festen Himmelskörpers
noch um das zwei oder dreifache durch Meteoriten und Staub aus
dem Weltall angewachsen ist .

Klar- so ist sie ja entstanden.

Damit könnte man vielleicht auch lokale Anreicherungen von
Uran erklären ?

nein - nur Iridium kommt vermehrt in Meteoriten vor und führt zu Anomalien, die zu deren Einschlagszeiten und -orten führen können.

Oder besser gesagt , ich verstehe nicht ganz , wieso sich in
einem Gebirge Uran befindet , und in einem anderem ähnlichem
nicht .

Erzanreicherungen entstehen durch die Energieströme in der Erde selbst: unterschiedliche physikalische Eigenschaften lassen sie an verschiedenen Stellen erstarren/ausfallen/auf-,absteigen/diffundieren

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entweder schon da oder Spaltprodukte
sie waren entweder schon seit ihrer Entstehung in Sternen/Supernovae da oder sie entstehen durch spontane Kernspaltung aus schwereren Kernen ständig neu.
Eine Besonderheit ist das Kohlenstoffisotop C14, es entsteht durch die kosmische Strahlung in der Hochatmosphäre ständig neu.

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Hallo,

Oder besser gesagt , ich verstehe nicht ganz , wieso sich in
einem Gebirge Uran befindet , und in einem anderem ähnlichem
nicht .

Ich denke dass das einfach mit den unterschiedlichen Dichten der Metalle zusammenhängt. Uran ist sehr schwer, sinkt daher im Erdkörper eher nach unten. Wenn davon mal eine Blase bedingt durch Konvektion nach oben steigt und dann zur Erdkruste wird, dann gibts eben Uranerz in diesem Gebirge.

mfg
deconstruct

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Hallo Matthias

Oder besser gesagt , ich verstehe nicht ganz , wieso sich in
einem Gebirge Uran befindet , und in einem anderem ähnlichem
nicht .

Es gab/gibt Lebewesen(Bakterien), die der Umgebung ganz bestimmte Atome entziehen und anreichern. Das beobachtet man beispielsweise bei heissen Quellen. Da kann sich nach vielen Mio Jahren eine recht auffällige Konzentration ergeben.

tschüss

Herbert