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Umstritten: Sammeln radioaktive Mineralien

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Peter Haas:

--- Zitat von: betadecay2000 am 21 Apr 05, 21:27 ---
M.W.n unterscheidet man Gamma- und Röntgenstrahlung auch nicht unbedingt nach der Wellenlänge (Energiegehalt), sondern nach dem Ursprung der Strahlung:

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Von Gammastrahlung redet man, wenn es sich um Strahlung handelt, die vom Atomkern ausgeht.

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(...) Gammastrahlung entsteht dann, wenn nach einer Kernumwandlung -z.B. Alpha- , Nukleonen sich in einen angeregten Zustand befinden, sprich, sich auf ein höheren Energieniveau befinden als normal (...)
(...) Wenn die Strahlung von einen Ereignis herrührt, welche in der Elektronenhülle (z.B. Bremsstrahlung)  seinen Ursprung hat, spricht man von Röntgenstrahlen (...)

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Es gibt eine Form des Radioaktiven Zerfalls, wo auch Röntgenstrahlung frei wird: Der Elektroneneinfang (...)


--- Ende Zitat ---


Unterscheidung von Gamma- und Röntgenstrahlung:
Diese beiden Strahlungsformen werden in der Literatur nicht einheitlich unterschieden. Für die Gamma-Strahlung findet man eine Definition, nach der darunter Strahlung mit Wellenlängen kleiner oder gleich 1 pm zu verstehen ist, woraus eine untere Energieschwelle von etwa 1,2 MeV resultiert. Röntgenstrahlung umfasst einen viel größeren Energiebereich, der auch den gesamten Bereich der Gamma-Strahlung umfassen kann.  Umgekehrt betrachtet schließt die Gamma-Strahlung jedoch nur den kurzwelligen Röntgenbereich mit ein; der Begriff "langwellige Röntgenstrahlung" mag daher zwar einer strengen Definition entbehren, drückt aber verständlich genug aus, dass damit keine Gamma-Strahlung gemeint ist.
Die Definition über den Ursprungsort - aus dem Kern oder aus der Hülle - erscheint zwar auf den ersten Blick pragmatisch, erweist sich aber bei näherer Betrachtung ebenfalls als ungeeignet. Elektronische Übergangsprozesse in der Hülle können auch zur Emission von UV-Strahlung oder sichtbarem Licht führen, die zu Recht nicht als Röntgenstrahlung aufgefasst werden sollten. Ähnliches gilt für den K-Einfang: die in der Folge dieses Prozesses emittierte Strahlung müsste dann konsequenterweise als Gamma-Strahlung bezeichnet werden. In diesem Zusammenhang sei noch bemerkt, dass ich den eigentlichen Einfangprozess nicht für strahlungslos halte (immerhin verliert das eingefangene Elektron eine beträchtliche Menge an potentieller Energie - das müsste ich aber erst nachschlagen), und bei einer solchen Emission bestünde eine erhebliche Unklarheit darüber, ob sie schon aus dem Kern oder noch aus der Hülle kommt.
Persönlich favorisiere ich eine mechanistische Definition, nach der die Strahlungsformen über die Elementarprozesse beschrieben werden, die für ihre Emission verantwortlich sind. Röntgenstrahlung ist demnach die Strahlung, die emittiert wird, wenn ein äußeres Elektronen eine Lücke auf einer inneren Schale besetzt. Gamma-Strahlung wird emittiert, wenn Nukleonen aus angeregten Zuständen in den Grundzustand zurückkehren (Anmerkung: Zerfallsreaktionen führen primär zu einer energetisch vorteilhafteren Nukleonenzahl; die Umordnung der Nukleonen in die dadurch möglich gewordene stabilere Konfiguration führt unmittelbar im Anschluss zur Gamma-Emission). Eine weitere Ursache für Gamma-Emissionen sind Massendefekte: bei manchen Zerfallsprozessen entspricht die Summe der Massen der Produkte nicht der Summe der Massen der Edukte; die Massendifferenz wird gemäß E = m c^2 in elektromagnetische Strahlung umgewandelt. Auch diese Definition schließt jedoch nicht alle Möglichkeiten ein. So werden z.B. auch bei Materie-Antimaterie-Zerstrahlungen (die übrigens im allgemeinen außerhalb von Atomen stattfinden) Gamma-Photonen emittiert.

Bremsstrahlung:
Der Begriff Bremsstrahlung ist eindeutig definiert (vgl. z.B. DIN 25 401). Darunter versteht man die Strahlung, die beim Verzögern (Abbremsen) geladener Teilchen durch Materie freigesetzt wird - und zwar ganz unabhängig davon, welche Mechanismen dafür verantwortlich sind. Beim Stoß mit Elektronen in der Hülle können nur bestimmte Energiebeträge übertragen werden, weshalb nicht bei jedem Stoß eine Energieübertragung stattfinden muss. Sehr viel effizienter ist die Abbremsung in Metallen: die quasi freien Valenzelektronen halten sich dort im Zwischengitterraum auf; in einem solchen "Elektronengas" sind innerhalb bestimmter Grenzen  (sog. Bänder) alle Energiezustände erlaubt, weshalb Energie (fast) beliebig übertragen werden kann. Die Stöße finden hier außerhalb der Hülle statt !!

Krizu:

--- Zitat von: Peter Haas am 25 Apr 05, 19:51 ---
Bremsstrahlung:
Der Begriff Bremsstrahlung ist eindeutig definiert (vgl. z.B. DIN 25 401). Darunter versteht man die Strahlung, die beim Verzögern (Abbremsen) geladener Teilchen durch Materie freigesetzt wird - und zwar ganz unabhängig davon, welche Mechanismen dafür verantwortlich sind. Beim Stoß mit Elektronen in der Hülle können nur bestimmte Energiebeträge übertragen werden, weshalb nicht bei jedem Stoß eine Energieübertragung stattfinden muss. Sehr viel effizienter ist die Abbremsung in Metallen: die quasi freien Valenzelektronen halten sich dort im Zwischengitterraum auf; in einem solchen "Elektronengas" sind innerhalb bestimmter Grenzen  (sog. Bänder) alle Energiezustände erlaubt, weshalb Energie (fast) beliebig übertragen werden kann. Die Stöße finden hier außerhalb der Hülle statt !!

--- Ende Zitat ---

Hallo,

beim Stoß mit einem Hüllenelektron muss meines Wissens nach nicht ein definierter Energiebetrag übertragen werden, da Du die Elektronen ins Kontinuum beförderst.  Wenn die Mechanismen im Metall und Isolator so verschieden sind, dürfte es eigentlich keine standartfreie EDX geben. Bei Oxiden ist die gesamte Elektronendichte (abgesehen von B2O3) geringer als in den Metallen (höhere Dichte).

Vielleicht sollten wir aber - bevor wir hier gesteinigt wergen ;-) -  das Thema per PN weiter vertiefen. Ich bin sehr daran interessiert.

MfG

Frank


--- Zitat ---
--- Ende Zitat ---

McSchuerf:
Da komme ich z.B. nicht mehr mit. Das ist mir auch trotz Abi zu hoch..

Kleine Anregung / Tipp:
Ich plädiere für ein 'Physiker- oder Chemiker-Spezial-Unterforum (gibt es auch bei MinMax).

Gruß Peter

Peter Haas:

--- Zitat von: Krizu am 25 Apr 05, 21:23 ---beim Stoß mit einem Hüllenelektron muss meines Wissens nach nicht ein definierter Energiebetrag übertragen werden, da Du die Elektronen ins Kontinuum beförderst.  Wenn die Mechanismen im Metall und Isolator so verschieden sind, dürfte es eigentlich keine standartfreie EDX geben. Bei Oxiden ist die gesamte Elektronendichte (abgesehen von B2O3) geringer als in den Metallen (höhere Dichte).

--- Ende Zitat ---

Nur ein paar Stichworte, um die Diskussion nicht ausufern zu lassen:

- Stoß mit Hüllenelektronen: OK - aber es gibt Energieschwellen, unterhalb derer gar nichts läuft
- Metalle und Isolatoren: Die Röntgenanregung wird in jedem Fall durch Stoß mit inneren Elektronen der Hülle initiiert - insofern sind die Mechanismen identisch. Beim Metall kann zusätzlich durch äußeren Photoeffekt (Elektronengas -> Kontinuum) Energie absorbiert werden; die freigesetzten Elektronen kommen meines Wissens im Detektor gar nicht an. Bandübergänge der quasifreien Elektronen sind eher niederenergetisch.
- B2O3: Ist als Polymer anzusprechen (Makromolekül mit ausschließlich kovalenten Bindungen), weshalb abweichende Eigenschaften zu erwarten sind

Gruß
Peter

Schluchti:
So, entgegen meiner ursprünglichen Absicht habe ich nun doch einige kleine uranhaltige Mineralstufen meiner Sammlung hinzugefügt.

Dabei handelt sich einerseits um Uranocircit (wollte den auf der Halde nicht liegenlassen) und um Pechblende auch in kleineren Stücken (die hatte ich zunächst gar nicht als solche erkannt, weil sie sich neben Schwarzschiefer auf der Unterseite der Stufe getarnt hatte).

Nun habe ich mir einen kleines "atomares Endlager" im Keller mit folgendem Aufbau gebastelt:

Alle Stufen in Klarsichtkästchen gedost und mit Klebeband die Stöße versiegelt. Damit sollte erstmal jeglicher Staub und ein Großteil des Radon drinnenbleiben. 

Dann eine größere luftdichte Frischhaltedose von innen nach allen Seiten mit 1mm starken Walzblei vom Dachdecker ausgekleidet (den Deckel aus Blei klemme ich dann vor dem schließen der Dosen wie eine Spange von oben über die Bleiseitenwände). Darauf dann der luftdichte Deckel.

Die messbare Gammastrahlung reduziert sich bei gleichem Abstand zu den Stufen durch das Blei ganz erheblich, auch wenn der Kasten immer noch etwas stärker als normal knistert.

Dann habe ich noch aus dem restlichen Blei eine "Röhre" für die Frischhaltedose gebastelt in der die reingeschoben wird, so daß da die großen Flächen alle nochmal geschirmt sind (d.h. alle ausßer die beiden kleinen Stirnflächen).

Das Ding steht jetzt im Keller in einem alten Schrank. Durch die Schranktür kann man kaum noch eine erhöhte Aktivität messen.

Wäre schön, wenn ihr mal Eure Meinung zum Sinn oder Unsinn einer solchen Verwahrung schreiben würdet.   

   
 

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