physikalische Frage

[Krizu]

Hallo,

wo kommt dann die Strahlung her? aus der Mutterlauge? die muss dann aber echt heftig sein. Einfacher ist die Erklärung dieser Kreise/Kugeln durch einen eingewachsenen Partikel in der Mitte.

MfG

Frank

[berthold]

Hallo,

@caliastos

warum dann nicht sukzessive strahlenschädigung während dem wachstum? da spielt die eindringtiefe keine rolle, da ja immer wieder was rüberwächst.

...weil ich auch extrem dünne, nicht gefärbte Wachstumszonen habe.

@trommeln

Ich hab gelernt, dass man Alpha-Strahlen mit einem Löschpapier abfiltern kann... eben. .weil sie so viel Materie haben..

von der Tendenz her stimmt das schon, mir geht es aber um die Frage wie stark des Löschpapier (der Fluorit)  sein muss um alpha-Strahlung mit genau bekannter Energie (unterschiedlich ja nach Isotop) abzuschirmen.

@alle
Das Problem habe ich gelöst, Danke an Frank, von dem die entscheidenden Hinweise kamen. Es ist -will man selber nicht viel rechnen- schon einfach: Man geht auf die Seite
http://www.physics.nist.gov/PhysRefData/Star/Text/ASTAR.html
wählt dort Calciumfluorid und trägt die fraglichen Energien (in MeV) ein. Dann die Submit-Taste drücken. Man erhält die CSDA-Werte und die Projected Werte in g/cm² , also noch durch die Dichte (ich habe die Röntgendichte mit 3.19 genommen) teilen. Man erhält:

Isotop: MeV HWZ (Ringradius nach Schilling) Ringradius berechnet
238U    4,270    4,468·109 a    (14)          13,55µm
230Th   4,770   75380 a             (15,8)   15,94µm
234U   4,859    245500 a        (14,4)   16,39µm
226Ra   4,871   1602 a              (19,6)   16,45µm
210Po   5,407   138,376 d     (19,3)         19,24µm
222Rn   5,590   3,8235 d       (20,5)          20,24µm
218Po   6,615   3,05 min        (23,5)   26,24µm
218At    6,874   1,5 s              (-)           27,86µm
218Rn   7,263   35 ms           (-)                30,37µm
214Po   7,883   0,164 µs        (34,5)   34,58 µm

Gruß
Berthold

PS: Und als Pysik-Lehrer würde ich jetzt die Hausaufgabe geben, die Papierstärke zu bestimmen, die die stärkste natürliche alpha-Strahlung abschirmt 

Nachtrag: In ein Halo-Foto (recht viel besser bringe ich die leider nicht hin) habe ich die berechneten Reichweiten mal eingezeichnet. Sicher haben also Energien über 7 MeV gewirkt. Die dafür in Frage kommenden Isotope haben aber sehr kurze Halbwertszeiten ... jetzt muss ich mal nachdenken.

[Krizu]

Hallo,

hast du einen Durchmesser für den Halo?, so in etwa???

BTW: Die "Formel" für Halbwertszeit und Zerfallsenergie ist die Geiger-Nutall-Regel.

An deiner Stelle würde ich einfach die vier Zerfallsreihen einmal durchgehen. An Exoten glaube ich nicht bei einer so jungen Lagerstätte.

MfG

Frank

[berthold]

Hallo,

hast du einen Durchmesser für den Halo?, so in etwa

68 bis 70 µm

Gruß
Berthold

PS: Dieser Halo ist recht sicher 214Po

[Krizu]

Also die Uran-Radium-Reihe 

Damit hast du doch die notwendigen Energien und kannst vergleichen. Wie gesagt, ich gehe von Uran als eingebautes Material aus und dann kommt die Reihe an Isotopen hinterher.

Coole Sache! 

MfG

Frank

[berthold]

Hallo,

ja die 238U-Reihe war ja auch zu erwarten. Nur http://www.halos.com/reports/icc-1987-implications.htm macht mir noch Bauchweh  - obwohl, das ist eigentlich nicht mehr meine Baustelle.

Ich überlege mir gerade, ob alpha-Strahlung nicht immer (auf F-Zentren) entfärbend wirken müsste, da sind ja positive Ladungen unterwegs.

Gruß
Berthold

[Krizu]

Hallo,

dafür gibt der Tochterkern zwei Elektronen ab, da der Z-2 hat ;-)

MfG

Frank
(der das Diagramm morgen reinsetzt)

[Krizu]

so doch noch eben

[berthold]

Hallo,

dafür gibt der Tochterkern zwei Elektronen ab, da der Z-2 hat

ja, der Kern, der ist aber 14-35µm von den Stellen weg wo die Ringe sind. Und es gibt gefärbte und entfärbte Ringe sowie gefärbte und entfärbte Kerne. O.k. gefärbte Kerne und entfärbte Ringe scheinen häufiger, aber -wie gesagt- es geht auch andersrum. Nur warum?

Gruß
Berthold

[Krizu]

Hallo Berthold,

du brauchst etwa 8 eV (eigentlich viel zu viel) um ein Elektron und ein Loch in CaF2 mittels UV zu erzeugen.
Du hast 8MeV, also erzeugst du mindestens 1 Million Elektron-Loch-Paare. Die meisten in der Nähe des feststeckenden He-Kerns.

Im Kleber, Kristallographie,  war ein markantes Bild über den Bestrahlungseffekt. Daher kommt auch mein Spruch "Panzer fährt durch das Gitter".

Aber als Beispiel:
Reinstes NaCl wird bei Bestrahlung gelb-braun, natürliches meist blau. Das ist ein F(?)-Zentrum am K im Gitter des NaCl.
Kristalle sind nunmal Schweine! Nie ist etwas genau gleich.

MfG

Frank

[berthold]

Hallo,

jetzt will ich mal ein Modell versuchen.

Beobachtungen:
1) Der Flußspat ist (auch) extrem (fein, auch kleiner wenige µm) Wachstums-farbzoniert.
2) Die sichtbaren Halos gehen sicher (siehe Halo-Radien) auf alpha-Strahlung zurück.
3) Diese Halos weisen exakt die gleiche Färbung auf wie der gefärbte zonierte Fluorit.
4) Aus der Literatur entnehme ich dass die thermische Entfärbung von Halos und zoniertem Fluorit gleich und bei gleichen Temperaturen abläuft. 
5) nur intensiv gefärbter Fluorit (violett bis schwarz), typischerweise Stinkspat in Paragenese mit Uranmineralien zeigt Halos.

aus 1) folgt, dass die Farbzonen im Gegensatz zu den Halos nicht durch alpha-Strahlung entstanden sein bzw. aktiviert werden konnten, egal ob man das Uran ins Fluorit-Gitter einbaut oder in einer hochaktiven Lösung bei der Kristallisation von aussen wirken lässt. So feinen und scharfen Wechsel von violetten/klaren Zonen bekomt man durch alpha nicht hin.
aus 2) folgt, dass durch ionisierende Strahlung dieser Fluorit ge- und entfärbt werden kann
aus 3) und 4) folgt, dass die gleichen F-Zentren aktiviert/deaktiviert wurden.

Nun die Theorie: Im Fluorit werden während des Wachstums bestimmte Elemente (z.B. REE) fein zoniert (durch Wechsel der Lösungszusammensetzung) mal mehr, mal weniger eingelagert. Diese REE sammeln (dann assoziierte) Anionenfehlstellen und werden durch den Einfang von Elektronen zu Farbzentren. Im Normalfall (nicht Halo) können diese Elektronen eigentlich nur von der beta-Strahlung kommen, die ist sicher vorhanden und geht genügend weit. Im Fall von (typischerweise entfärbten) Halos entziehen die He-Kerne den F-Zentren die Elektronen (diese sind wesentlich schwächer gebunden als die sontigen verfügbaren Elektronen) und damit die Farbe. Da die ionisierende Strahlung sehr viele Defekte verursacht kann die nicht nur entfärbend sondern auch färbend wirken.

Nur, warum können die Kerne der Halos (Elektronenüberschuss müsste hier eigentlich färben) auch entfärbt sein?

Gruß
Berthold

[Krizu]

Hallo,

in einem cm3-Kristall hat du etwa 10 hoch 25 Elektronen. Ob eins davon in ein F-Zentrum geht oder nicht ist bei RT nur eine Frage der Wahrscheinlichkeit. Du darfst auch nciht vergessen, dass Kristalle eine Leitfähigkeit haben. Elektronen dürfen sich bewegen! Alles eine Frage der quantenmechanischen Eigenschaften.

Also wenn du eine Störstelle hast, das Elektron kommt schon von selbst 

MfG

Frank

[berthold]

Hallo,

beim Durchsehen der Dünnschliffe ist mir eine Besonderheit aufgefallen, die m.W.n. noch nirgendwo beschrieben wurde: Es gibt neben den Halos entsprechene, aber linienhafte radioaktive Höfe (Foto im Anhang). Ich führe diese Kanäle auf Risse im Fluorit zurück in die Radon eingedrungen ist und über den Zerfall den an diese Fäche angrenzenden Fluorit entfärbt hat.

Die Risse sind nachträglich im Fluorit entstanden und stellen keine Wachstumsphasen dar, das kann man an dem umgebenden (wachstums-zonar gefärbten) Fluorit erkennen. Eine primäre Uranmineralisation wäre hydrothermal mit dem Fluorit abgeschieden worden, müsste also lagig den Fluorit-Wachstumszonen folgen. Die Risse und die Rissfüllung ist später anzusetzen. Weiterhin kann man beobachten, dass die Rissbreite schwankt, jedoch der entfärbte Saum immer die gleiche Dicke hat. An der dünnsten Riss-Stelle kann logischerweise das weitest-wirkende Isotop direkt abgemessen werden, es ist bei einer Entfärbuns-Grenze von knapp 70µm sicher Po-214.

Damit wäre auch eine weitere Frage geklärt, nämlich: Warum gibt es reine Po-Halos, die keine Ringe der "frühen" Isotope, z.B. U238, U234, Th230 usw.  zeigen. Robert Gentry hat das so erklärt, dass Polonium bei der Kristallisation primär eingebaut wurde ("in situ primordial" also nicht aus der U-238 Zerfallsreihe stammt), was wegen der kurzen Halbwertszeiten unmöglich ist. Auch die Frage, wie sich Polonium so anreichern könnte, ist offen. Schnier hat diese Po-Halos als Hinweise auf SHEs gesehen -was auch auf tönernen Füßen steht. Und ich behaupte, da ist lediglich Radon-222 (ist ja im Gegensatz zu den anderen Elementen der U238-Reihe ein Gas) über Risse (wie fotografiert) mobil geworden, auf diesen weiter zerfallen oder in kleine Hohlräume eingedrungen und hat dann "unvollständige" Halos zeichnen können.

Meinungen zu dieser Theorie?

Gruß
Berthold

[berthold]

Hallo,

und noch ein Bild zu so einem Kanal - mit ansatzweisen Halos.

Gruß
Berthold

[Krizu]

Hallo,

lass uns dass mal nächste Woche austelefonieren 

FAlls wir dann eine Idee haben können wir die veröffentlichen.

Ich bin in Gedanken bei Amorphisierung und Änderung der Dichte.

MfG

Frank
(Der nicht an Po in status nascendi glauben  will)