fragen zur radioaktivitaet und deren auswirkungen

[Krizu]

hallo,

nur noch mal zum verstaendnis...
ich hab keine uebertriebene angst oder sonstwas vor radioaktiven mineralien... dafuer ist es eh schon zu spaet, habe ein paar kleine stufen zuhause (und dort auch nicht in einen keller verbannt). sie sind gut verpackt und in einem gewissen abstand ist die strahlung genau so hoch wie auch z.b. in der kueche, insofern ist wohl alles tutti.

Dann nimm mal eine GRanitarbeitsplatte oder eine Tüte Milch ;-)

- es gibt messgeraete, die ausserdem die pulse anzeigen koennen, siehe gamma-scout - aber messen muss doch jedes messgeraet diese um auf die aequivalenzdosis zu kommen, oder? nur eine anzeige in Bq gibt es bei diesen nicht?

Dafür musst du die Art der Strahlung, teilweise die Energie und die Aktivität wissen. Als oschon recht viel.

- es entsteht (fast?! lt. frank) immer gamma-strahlung wenn ein atomkern zerfaellt, ganz egal ob alpha- oder betazerfall.

Vergiss nciht den K-Einfang, die spontane Spaltung und die anderen Spielarten...

- ausserdem entsteht - je nach element -  heliumkerne (alphazerfall) elektronen (betazerfall).

Nein, je nach Isotop! Also ein Element kann über verschiedene Arten zerfallen, oder stabil ein!

- uran 238 zerfaellt also in mehrere alpha- oder beta- strahlende elemente, die jedoch (fast) immer auch zusaetzlich noch gammastrahlung aussenden.

Nein, U238 hat einen Zerfallsweg, der aber eine Zerfallsreihe ist. Es gibt  prinzipiell vier Zerfallsreihen.
Zerfallsreihen sind bei Wikipedia, vielleicht auch im LExikon, gut erklärt.

MfG

Frank

[sabine]

hallo Frank, danke fuer deine antwort!

- es gibt messgeraete, die ausserdem die pulse anzeigen koennen, siehe gamma-scout - aber messen muss doch jedes messgeraet diese um auf die aequivalenzdosis zu kommen, oder? nur eine anzeige in Bq gibt es bei diesen nicht?

Dafür musst du die Art der Strahlung, teilweise die Energie und die Aktivität wissen. Als oschon recht viel.

hmmm. wie funktioniert das dann bei meinem geraet? das kann angeblich (laut handbuch) nur gamma-strahlung und energie (elektronenvolt) messen. komisch...

- ausserdem entsteht - je nach element -  heliumkerne (alphazerfall) elektronen (betazerfall).

Nein, je nach Isotop! Also ein Element kann über verschiedene Arten zerfallen, oder stabil ein!

achso, also element == ausgangsstoff, sozusagen, und isotop == zwischenstufe, zerfallsprodukt? d.h. uran 238 == element, waehrend z.b.  polonium 218 oder blei 206 == isotop?

- uran 238 zerfaellt also in mehrere alpha- oder beta- strahlende elemente, die jedoch (fast) immer auch zusaetzlich noch gammastrahlung aussenden.

Nein, U238 hat einen Zerfallsweg, der aber eine Zerfallsreihe ist. Es gibt  prinzipiell vier Zerfallsreihen.
Zerfallsreihen sind bei Wikipedia, vielleicht auch im LExikon, gut erklärt.

hmm, ich habe diese gefunden:

http://www.atral.com/U238.gif

das ist dann wohl nicht der einzige weg? aeh... okay...

Wegen Copyright Bild entfernt!!

[Krizu]

hallo Frank, danke fuer deine antwort!

- es gibt messgeraete, die ausserdem die pulse anzeigen koennen, siehe gamma-scout - aber messen muss doch jedes messgeraet diese um auf die aequivalenzdosis zu kommen, oder? nur eine anzeige in Bq gibt es bei diesen nicht?

Dafür musst du die Art der Strahlung, teilweise die Energie und die Aktivität wissen. Als oschon recht viel.

hmmm. wie funktioniert das dann bei meinem geraet? das kann angeblich (laut handbuch) nur gamma-strahlung und energie (elektronenvolt) messen. komisch...

Wenn du nur Gammas hast, ist der umrechnungsfaktor relativ einfach =1.

- ausserdem entsteht - je nach element -  heliumkerne (alphazerfall) elektronen (betazerfall).

Nein, je nach Isotop! Also ein Element kann über verschiedene Arten zerfallen, oder stabil ein!

achso, also element == ausgangsstoff, sozusagen, und isotop == zwischenstufe, zerfallsprodukt? d.h. uran 238 == element, waehrend z.b.  polonium 218 oder blei 206 == isotop?

Nein, ein Element bezeichnet den nicht zerlegbaren Stoff, das Element halt, charakterisiert über die Anzahl der Protonen im Kern. Ein Element kann aber verschiedene Anzahlen an Neutronen im Kern haben, z.B. das Wasserstoff kann als H mit erinem Proton, als Deuterium  mit einem Proton und einem Neutron und als Tritium ein Proton und zeri Neutronen auftreten. ein Kern mit zwei Protonen und einem Neutron ist dann He.

- uran 238 zerfaellt also in mehrere alpha- oder beta- strahlende elemente, die jedoch (fast) immer auch zusaetzlich noch gammastrahlung aussenden.

Nein, U238 hat einen Zerfallsweg, der aber eine Zerfallsreihe ist. Es gibt  prinzipiell vier Zerfallsreihen.
Zerfallsreihen sind bei Wikipedia, vielleicht auch im LExikon, gut erklärt.

hmm, ich habe diese gefunden:

Wegen Copyright Bild entfernt!!

http://www.atral.com/U238.gif

das ist dann wohl nicht der einzige weg? aeh... okay...

http://de.wikipedia.org/wiki/Zerfallsreihe
hth

Frank

[sabine]

http://de.wikipedia.org/wiki/Zerfallsreihe
hth

glaub schon, danke

seid ihr eigentlich alle physiker oder so?
ich kann mich nicht daran erinnern soetwas in der schule gelernt zu haben. periodensystem und so, ja. aber ohne groessere details...

[Hg]

seid ihr eigentlich alle physiker oder so?
ich kann mich nicht daran erinnern soetwas in der schule gelernt zu haben. periodensystem und so, ja. aber ohne groessere details...

Hi,
nö, kein Physiker (sondern Radiochemiker  )
Das Ganze geht, wenn man tiefer in das Gebiet Radiaktivität einsteigen möchte, auch schnell über das Schulwissen hinaus.
Gruß
Andreas

[sabine]

hallo,

habe folgendes gefunden - eine sehr gute ergaenzung zu den antworten hier, wie ich finde:

Eine externe Strahlenbelastung liegt vor, wenn ein Mensch sich in der Nähe eines radioaktiven Stoffes aufhält und die radioaktive Strahlung von außen auf ihn einwirkt. Da a-Strahlung leicht abgeschirmt werden kann und deshalb selbst in Luft nur eine Reichweite von einigen Zentimetern hat, spielt die externe Strahlenbelastung durch Uran-238 nur eine untergeordnete Rolle. Dies ist anders bei b- und g-Strahlern, da b- und vor allem g-Strahlung eine erheblich größere Reichweite hat. So ist z.B. bei gleicher Bodenaktivität einer Quelle (angegeben in Becquerel pro Quadratmeter, Bq/m2) und gleicher Einwirkungszeit die externe Strahlenbelastung durch Uran-238 etwa 1.000 mal kleiner als die durch den b- und g-Strahler Cäsium-137, der in großer Menge durch den Tschernobyl-Unfall freigesetzt wurde.

[...]

Als erste Faustregel kann man festhalten, dass die Dosisfaktoren für strahlenbiologisch bedeutsame a-Strahler wie Uran-238, Uran-235, Plutonium-239, Radium-226 oder Thorium-232 alle in der gleichen Größenordnung liegen. Insofern ist also eine bestimmte Aktivitätsmenge Uran-238 ähnlich gesundheitsschädigend wie eine gleiche Aktivitätsmenge Plutonium-239. Dass Plutonium-239 dennoch vielfach als „besonders gefährlich“ oder gar als „giftigster Stoff“ beschrieben wird, hat seine Ursache in der spezifischen Aktivität. Die ist für Plutonium-239 etwa 180.000 mal größer als für Uran-238 (siehe Tabelle), was vor allem an der mit 24.000 Jahren etwa 185.000 mal kürzeren Halbwertszeit gegenüber der des Uran-238 liegt. In einer bestimmten Masse Plutonium-239 finden demnach etwa 180.000-mal mehr radioaktive Zerfälle pro Sekunde statt, als in einer gleich großen Masse Uran-238.

Es reicht daher bereits das Einatmen der winzigen Masse von rund 40 Nanogramm (40 ng, 40 Milliardstel Gramm) Plutonium-239 aus, um den nach der Strahlenschutzverordnung für beruflich Strahlenexponierte zugelassenen Grenzwert der Jahres-Aktivitätszufuhr für Inhalation von 100 Becquerel zu erreichen. Die chemische Toxizität einer so kleinen Schwermetallmenge ist vernachlässigbar. Nicht jedoch die durch die 100 Becquerel Plutonium-239 verursachte Strahlendosis. Sie beträgt immerhin ca. 15 mSv (15 Millisievert; 15 Tausendstel Sievert). Das ist mehr als das 6-fache der natürlichen jährlichen Strahlendosis, die in Deutschland bei etwa 2,3 mSv liegt.

Für 100 Becquerel Uran-238 müssten immerhin schon 8 Milligramm (8mg, 8 tausendstel Gramm) eingeatmet werden und für 600 Becquerel, dem Grenzwert der Jahres-Aktivitätszufuhr für Inhalation für Uran-238 eine Menge von ca. 48 Milligramm. Dies sind Mengen, bei denen neben der dadurch verursachten Strahlendosis von ca. 20 mSv auch die chemische Toxizität von Uran als Schwermetall bereits eine bedeutsame Rolle spielt.

Als zweite Faustregel gilt, dass für die hier diskutierten a-Strahler die Dosisfaktoren für Inhalation etwa 100 mal größer sind als die für Ingestion. Die genannten Isotope werden für den Menschen also dann besonders gefährlich, wenn sie eingeatmet werden.

(viel ausfuehlichere) quelle: http://www.physik.uni-oldenburg.de/Docs/puma/radio/Uran_Munition.html



fazit: einatmen oder essen sollte man das zeug wohl wirklich nicht -  wenn eine stufe z.b. 50 gramm schwer ist und etwa 5 gramm autunit enthaelt (kann man ja grob berechnen), dann enthaelt das mineral insgesamt knapp 2.5 gramm uran (denn autunit == ~ 48 % uran).

hoert sich ja extrem viel an (wenn 8 mg schon schaedlich sind...) - deswegen: korregiert mich, wenn ich da einen denkfehler gemacht habe.

[sabine]

noch ne frage... habe folgendes gelesen:

Das Spektrum der Röntgenstrahlung beginnt unterhalb der extremen UV-Strahlung bei einer Wellenlänge von 1nm (weiche Röntgenstrahlung) und reicht bis zu ca 5pm hinab (harte Röntgenstrahlung). Die Energiebereiche der Gamma- und Röntgenstrahlung überschneiden sich dabei in einem weiten Bereich.

Deutschland nimmt beim Röntgen einen Spitzenplatz ein: etwa 1,3 Röntgenaufnahmen pro Jahr und etwa 2 mSv pro Einwohner und Jahr.

d.h. eine roentgenaufnahme == 1.5 mSv.
eine roentgenaufnahme dauert ein paar sekunden... sagen wir mal 10s.

wenn man nun ein fettes stueck pechblende hat, das 100 uSv an gammastrahlung aussendet, koennte man dann also in (15x10 = 150s) unter drei minuten unter verwendung einer photoplatte ein roentgenbild seiner hand erstellen, wie damals conrad roentgen?

edit: ah moment... denkfehler. das sind ja uSv/h, nicht uSv... d.h. selbige frage wie oben, nur, dass man die photoplatte 15 std. belichten muesste (oder halt eben mehr als 100 uSv/h braucht)?

[berthold]

Hallo,

ja, bei meinen Autoradiografien mit Pechbelnde von Wölsendorf hatte ich nach "Belichtungszeiten" von zwei bis 6 Tagen vernünftige Resultate. Es kommt aber auch auf die Art der Filme (wer hat schon Kernspurplatten) und die Entwicklung an.

Gruß
Berthold   

[sabine]

hallo Berthold,

danke fuer deine antwort!

wo bekommt man denn eventuell solche kernspurplatten her, bzw. was passiert, wenn man ganz normale roentgenfilme benutzt? funktionert das eventuell nicht, da die belichtungszeit "kurz und kraeftig" sein muss und nicht etwa "schwach und lang" (etwa so wie beim stanzen von metall)?

ausserdem muss man jegliches material dann doch irgendwie fixieren, oder? ansonsten wird das bild ja langsam durch die natuerliche hintergrundstrahlung weiter belichtet...?

[berthold]

Hallo,

eine Bezugsquelle für Kernspurplatten (gab es von verschiedenen Herstellern, Kodak, Agfa...) kann ich Dir leider im Moment nicht sagen. Ich hatte Repro-Filme verwendet, das ging recht gut. Die Probleme bei selbstgemachten Autoradiografienen:

1.) Das Stück sollte angeschliffen sein  damit es eben auf dem Film liegt und die radioaktiven Mineralien sich schaf abzeichnen. Tja, und das ist nicht so einfach selbst zu machen, man möchte ja nicht mit radiaktiven Schleifpartikeln verstrahlt werden...

2) Bei langen Belichtungszeiten kann z.B. begleitender Fluorit über Radiolumineszenz (nicht mit Radiophotolumineszenz verwechseln!) den Film belichten.

3) Es sind oft mehrere Versuche notwendig bis man zu richtigen Belichtungszeit kommt.

Die natürliche Hintergrundstrahlung ist kein Problem (weil viel zu gering), sonst wäre althergebrachte Fotografie ja gar nicht möglich 

Gruß
Berthold

[sabine]

1.) Das Stück sollte angeschliffen sein  damit es eben auf dem Film liegt und die radioaktiven Mineralien sich schaf abzeichnen. Tja, und das ist nicht so einfach selbst zu machen, man möchte ja nicht mit radiaktiven Schleifpartikeln verstrahlt werden...

hmm, naja, eigentlich wollte ich damit auch etwas anderes durchleuchten... genauer gesagt wuerde ich wohl nach einem toten vieh (vogel, maus, etc. - gibts hier in der grossstadt dauernd irgendwo) suchen und das durchleuchten wollen. geht sowas?

2) Bei langen Belichtungszeiten kann z.B. begleitender Fluorit über Radiolumineszenz (nicht mit Radiophotolumineszenz verwechseln!) den Film belichten.

ah ja, da habe ich gestern schon was im lexikon drueber gelesen - danke fuer den tipp!

3) Es sind oft mehrere Versuche notwendig bis man zu richtigen Belichtungszeit kommt.

Die natürliche Hintergrundstrahlung ist kein Problem (weil viel zu gering), sonst wäre althergebrachte Fotografie ja gar nicht möglich 

ok - danke nochmal!

[Krizu]

Hallo,

zur Durchstrahlung:
Die Parameter beim Arzst sind:
Röntgenstrahlung, 80keV, gehärtet, Belichtungszeit geschätzt 0.1s . 10s hält keiner ruhig ;-)

Pechblende:
Alphastrahler! etwas Gamma mit hoher Energie. Aber nichts wirklich eingewickelte Fotoplatten schwärzend.

Ich habe einmal von Bestrahlungsaufnahmen gehört. Dabei hat ein Mitarbeiter eines Werkstoffprüflabors die Strahlenquelle für die Rohre missbraucht. die dinger sind aber kein Vergleich zu den natürlichen Strahlern. Da wird auch schon mal 10m weit abgesperrt.

MfG

Frank

[berthold]

Hallo,

hmm, naja, eigentlich wollte ich damit auch etwas anderes durchleuchten... genauer gesagt wuerde ich wohl nach einem toten vieh (vogel, maus, etc. - gibts hier in der grossstadt dauernd irgendwo) suchen und das durchleuchten wollen. geht sowas?

Geht nicht. Selbst wenn das Problem mit der alpha-Reichweite nicht wäre - ähh - das Vieh würde bei der langen Belichtungszeit verwesen.

Gruß
Berthold

@Frank "eingewickelte Fotoplatten" ? nein, die Probe kommt direkt auf die Schichtseite von Platte/Film.

[sabine]

Die Parameter beim Arzst sind:
Röntgenstrahlung, 80keV, gehärtet, Belichtungszeit geschätzt 0.1s . 10s hält keiner ruhig ;-)

thx for info!

Pechblende:
Alphastrahler! etwas Gamma mit hoher Energie. Aber nichts wirklich eingewickelte Fotoplatten schwärzend.

naja, ueber 80 uSv/h an reiner gammastrahlung habe ich schon gemessen... gut, ist wahrscheinlich zu wenig fuer sowas.

Ich habe einmal von Bestrahlungsaufnahmen gehört. Dabei hat ein Mitarbeiter eines Werkstoffprüflabors die Strahlenquelle für die Rohre missbraucht. die dinger sind aber kein Vergleich zu den natürlichen Strahlern. Da wird auch schon mal 10m weit abgesperrt.

hmmm, wie haben die entdecker das denn damals gemacht? "Bereits im Februar 1896 experimentierte Henri Becquerel, inspiriert durch Röntgen, mit lumineszenten Materialien und stieß dabei aus Zufall auf die durchdringende Wirkung einer neuen Art von Strahlung." - damit hat er dann aber wohl noch keine aufnahmen gemacht? die ersten aufnahmen sind also bereits mit einem roentgenstrahler entstanden?

hmm, naja, eigentlich wollte ich damit auch etwas anderes durchleuchten... genauer gesagt wuerde ich wohl nach einem toten vieh (vogel, maus, etc. - gibts hier in der grossstadt dauernd irgendwo) suchen und das durchleuchten wollen. geht sowas?

Geht nicht. Selbst wenn das Problem mit der alpha-Reichweite nicht wäre - ähh - das Vieh würde bei der langen Belichtungszeit verwesen.

schade
naja, ich dachte auch an nur ein paar tage (siehe berechnung oben), nicht monate.

[Krizu]

Ich habe einmal von Bestrahlungsaufnahmen gehört. Dabei hat ein Mitarbeiter eines Werkstoffprüflabors die Strahlenquelle für die Rohre missbraucht. die dinger sind aber kein Vergleich zu den natürlichen Strahlern. Da wird auch schon mal 10m weit abgesperrt.

hmmm, wie haben die entdecker das denn damals gemacht? "Bereits im Februar 1896 experimentierte Henri Becquerel, inspiriert durch Röntgen, mit lumineszenten Materialien und stieß dabei aus Zufall auf die durchdringende Wirkung einer neuen Art von Strahlung." - damit hat er dann aber wohl noch keine aufnahmen gemacht? die ersten aufnahmen sind also bereits mit einem roentgenstrahler entstanden?

Wenn ich mich recht erinnere, legte der Herr Becquerel eine Stufe Pechblende auf einen eingewickelten Film. Da verblieb die Stufe eine ganze Zeit.

Ansonsten:
http://de.wikipedia.org/wiki/Becquerelscher_Versuch

hth

Frank