Entstehen beim Uran-Zerfall neue Mineralien ?

[Schluchti]

Mir geisterte heute eine (möglicherweise dumme)  Frage durch den Kopf, auf die ich keine befriedigende Antwort gefunden habe.

Es gibt ja zahlreiche uranhaltige Mineralien. In der natürlichen Verteilung der Uran-Isotope ist dabei ja ²³⁸U mit über 99% vertreten. In der zugehörigen Uran-Radium-Zerfallsreihe entstehen ja chemisch eine ganze Menge anderer Nuklide mit unterschiedlicher Halbwertszeit  als Durchläufer  wie etwa Thorium, Proactinium, Radium, Radon, Polonium, Blei, Astat, Wismut und Quecksilber um dann am Ende bei ²⁰⁶Pb zu enden. Soweit so gut.

Wie verhalten sich aber dabei die in Kristallgitter eingebundenen Uranatome beim Zerfall? Bleiben die nachfolgenden Nuklide in der bisherigen Struktur gebunden (wohl sicher nicht immer, v.a. nicht bei Radon?) oder findet etwa eine Mischkristallbildung statt? Oder bleiben einfach Leerstellen im Gitter? Das hängt dann sicher auch noch von der Struktur jedes einzelnen Uranminerals ab?

Unterstellt, die Bindungen blieben erhalten, müßten dann ja als "Durchläufer" eine Vielzahl weiterer Mineralien entstehen können? Aber vermutlich reicht dazu das singuläre Auftreten solcher Zerfälle nicht aus.

Was meint ihr? 

 

[caliastos]

jein. haste dir mal die halbwertszeiten angeschaut? das sind ewigkeiten ehe 50% zerfallen ist. die lücken werden in dem sinn nicht mehr gefüllt. das atom zerlegt sich und geht damit aus der bindung. das neue, restatom ist kleiner und hängt in der lücke fest bzw. reißt löcher in das gitter und wird evtl. irgendwo eingefangen.

dennoch ist der chemismus der minerals konstant, nur uran wird sukzessiv weniger, die kristallgitterdefekte größer.

ist wie beim feldspat. dort zerfällt das kalium, wodurch er sehr gut zum datieren verwendet werden kann. aber schon mal gehört, daß es kein feldspat mehr ist? das mineral wird einfach mehr und mehr zerlegt. theoretisch könnte man sagen, am ende bleibt nur noch ein feldspatpulver-übrig, daß kein kalium mehr enthält. da in dem fall die kristalline struktur idealerweise vernichtet ist, und das zu 100%, naja pulver und kein mineral mehr.

der zerfall erhöht an sich halt nur die gitterdefekte, das mineral bleibt unangetastet.

[giantcrystal]

Hallo

Wie ich mal gelesen habe :

Geologisch sehr alte Uraninite, die entsprechend lange Zeit gehabt haben, zu zerfallen, sind mit Bleiglanzpartikeln als Endprodukte der Zerfallsreihe durchstäubt.

Wobei ich mich jetzt allerdings frage, woher dabei der Schwefel für die Bleiglanzbildung her kommen soll...?

Glück Auf

Thomas

[trommeln]

wie haben uns damals die Frage gestellt.. wenn ich das Element über Gold nehme.. und immer ein Elektron oder Proton entferne (kann mich an die Details nicht mehr genau erinnern).. dann bekomme ich Gold..  ist also eine ganz einfache Sache.. wer übernimmt den Job?

[caliastos]

schwefel kommt ganz einfach aus der umgebung. ist nicht so, daß der selten ist. da braucht nur mal gips in weiter ferne sein. man darf nicht kurz sondern in jahrmillionen denken. das läppert sich.

[berthold]

Hallo,

naja, ich glaube dass wir Mineralneubildungen durch radiogenes Blei vergessen können. Das (häufigste) Uran-Isotop ²³⁸U zerfällt in 4,468 Milliarden Jahren erst zur Hälfte zu ²³⁴Th. Ich möchte den Mieraliensammler sehen, der so alte Uranmineralien in seiner Vitrine hat. Es muss ja ein geschlossenes System sein, einmal über die Öffnungstemperatur Mobilität tritt ein.

Nein, ich denke die kleinen Promillesätze stören das Gitter zwar etwas, aber so mobil werden die radiogen gebildeten Blei-Atome sicher nicht sein (und warum sollten die auch zusammenwandern?), dass  z.B. Galenit kristallisieren könnte, vom Schwefel mal ganz abgesehen.

Gruß
Berthold

[smoeller]

Hallo,

@Trommeln: Wenn man Quecksilber mit Neutronen beschießt, erhält man Gold. Es ist allerdings so, dass die Menge sehr gering ist. Praktisch sind immer einzelne Atome betroffen.

Ansonsten: Bei Raumtemperatur und auch in den an der Erdoberfläche relevanten Temperaturen ist die Diffusionsgeschwindigkeit von Blei in den geologisch relevanten Uran-/Thorium-mineralen (Zirkon, Monazit, auch Pechblende) sehr gering. Deshalb wird man kaum eine größere Anreicherung radiogener Isotope wie 204-Pb, 207-Pb oder 208-Pb erhalten. Erst bei über 300 °C sieht dies anders aus. Kaum ein Uranvorkommen erlebte aber derart hohe Temperaturen.

Es kommt zu Gitterdefekten, wobei das Pb im Gitter oft die Stelle der Mutterisotope annimmt. Die Defekte entstehen unter anderem durch unterschiedliche Wertigkeiten und Ionenradien.

Anders ist dies beim Radon, das als Gas auf Rissen und Kristallbaufehlern diffundieren kann.

Glück Auf!
Smoeller

[minuwe]

so alte Uranmineralien

...ein Stichwort für das, was man den Zerfallsprozessen dennoch abgewinnen kann (und abgewinnt): die Nutzung für die Geochronologie (Altersbestimmung). Der große Vorteil ist dabei, dass die Zerfallsprozesse unabhängig von anderen geophysikalischen Einflüssen wie z. B. Temperatur oder Druck konstant verlaufen und entsprechend verlässlich sind.

Also keine "Zerfallsreihe" in der Sammlung, dafür aber ein gut bestimmtes Alter des Stückes (wo es bestimmbar ist!) an der Schachtel.

Glück Auf
Uwe

[Hg]

.........Deshalb wird man kaum eine größere Anreicherung radiogener Isotope wie 204-Pb, 207-Pb oder 208-Pb erhalten. .......

aus welcher Zerfallsreihe soll denn Pb-204 kommen 

@Schluchti
Quecksilber kommt nicht in den nätürlichen Zerfallsreihen vor. Auch als Spaltprodukt wird man es kaum finden, da die Spaltausbeuten für Quecksilber ganz miserabel sind.

Gruß
Andreas

[berthold]

Hallo smoller,

Deshalb wird man kaum eine größere Anreicherung radiogener Isotope wie 204-Pb, 207-Pb oder 208-Pb erhalten. Erst bei über 300 °C sieht dies anders aus. Kaum ein Uranvorkommen erlebte aber derart hohe Temperaturen.

- Du meinst ²⁰⁶Pb

Ich kann mir irgendwie eine Anreicherung (unabhängig von der Temperatur) überhaupt nicht vorstellen. Die Isotope haben doch (wenn) die gleiche Ladung, warum sollten die in einem Gitter ausgerechent zusammenwandern - wo sie sich doch ladungstechnisch gesehen- abstoßen?

Gruß
Berthold

[smoeller]

Hallo,

Sorry, hatte mich da vertan. ²⁰⁶Pb ist das radiogene, ²⁰⁴Pb das stabile nichtradiogene Isotop.

Glück Auf!
Smoeller