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blaue Streifen in Halit
berthold:
Hallo,
also so ganz blick ich noch nicht durch:
--- Zitat ---- die Zerstörung des Gitters z.B. durch Radioaktivität (z.B. schöne runde Höfe um die "Pechblende" Partikel im CaF2)
--- Ende Zitat ---
klar, das kann man sehen (mikroskopisch), es muss aber nicht Pechblende sein, Uran kann auch im Kristallgitter vom CaF2 eingelagert sein...
--- Zitat ---und zwei doppelt geladene Ionen stossen sich doch ab, oder?
--- Ende Zitat ---
ja schon, aber ich dachte immer die a-Strahlung entionisiert die Atome (deswegen bricht doch das Gitter auf) oder ?
--- Zitat ---sich das Metall im Kristall sammeln, statt verteilen soll
--- Ende Zitat ---
nun, das F reagiert zu F2 (vermute ich mal) entweicht über Risse (riecht man ja), zurück bleibt ... Ca, warum sollte sich das verteilen?
Gruß
Berthold
Krizu:
Hallo Berthold,
--- Zitat von: berthold am 11 May 05, 22:27 ---klar, das kann man sehen (mikroskopisch), es muss aber nicht Pechblende sein, Uran kann auch im Kristallgitter vom CaF2 eingelagert sein...
--- Ende Zitat ---
Ich bezweifel, dass Uran als Dotierung, also einzelne Atome auf einzelne Plätze, in das Gitter eingebaut wird. Uran ist als Flourid 6-wertig und hat einen Ionenradius von 73pm in einer 6-Koordination. Ca ist zweiwertig und hat in einer 8-Koordination einen Ionenradius von 112pmm. Das knarrt dann ganz schön im Gitter. Auch sendet ein Atom bei einem Zerfall ein Alphateilchen aus, dass eine Spur macht. So kommt kein Hof zustande. Du brauchst viele Uran-Atome an einer Stelle.
Im Ramdohr Strunz steht dazu Zitat:
" Das auffallendeste Merkmal radioaktiver Einwirkung sind die radioaktiven Höfe. Sie entstehen dort, wo kleine Mineralkörner, die Gehalte an U,Th oder auch Sm (Anm.: ? mir unklar ?) besitzen in verfärbaren Mineralien liegen und dort lange genug einwirken können."
--- Zitat ---ja schon, aber ich dachte immer die a-Strahlung entionisiert die Atome (deswegen bricht doch das Gitter auf) oder ?
--- Ende Zitat ---
Zitat Kleber:
"An dem Ort, an dem das Primärteilchen (Anm. z.B. das Alpha-Teilchen) zur Ruhe kommt, gibt es seine restliche Energie in einem tröpfchenförmigen Bereich (engl. Spike) von rund 10nm Durchmesser ab, der kurzfristig lokal überhitzt und aufgeschmolzten wird un in dem eine völlig zerstörte Struktur geringerer Dichte verbleibt."
Du hast auch recht, eine Ionisation tritt auch auf, allerdings scheinen diese Effekte - der Kleber beschreibt da weiter Stoßeffekte die zu den Frenkeldefekten führen - nicht die Ursache zu sein. Eine Überschlagsrechnung: Ein Atom braucht Energien im Bereich einiger eV um zu ionisieren. Wenn jetzt ein Atom ionisiert wird (passiert im Kristall nach meinem Verständnis schon durch UV-Licht) bleibt das Eletron in der Nähe und wird bald wieder eingefangen. Das nennt sich allgemein lichtinduzierte Leitfähigkeit oder einige Kristalle (insbesondere Anatas) zeigen eine katalytische Photoaktivität. Ein Alpha-Teilchen hat MeV. Salopp gesagt: Das schubst ganze Atome und Atomreihen an die Seite. Da fährt ein Panzer durch den Kristall :o
--- Zitat ---nun, das F reagiert zu F2 (vermute ich mal) entweicht über Risse (riecht man ja), zurück bleibt ... Ca, warum sollte sich das verteilen?
--- Ende Zitat ---
Thermodynamischer Grundsatz: Nur das Chaos ist stabil ;) Du würdest,ohne Arbeit zu investieren, die Ordnung (Ca an einem Ort ansammeln) erhöhen. Der Energie-Gewinn bei der Reaktion von 2*F zu F2 ist vermutlich energetisch wesentlich günstiger. Die Frage was mit dem Ca in einer Umgebung mit F2 passiert finde ich berechtigt, kann ich aber auch nicht beantworten. Die Frage ist eher, warum sollte sich das Calcium zu einigen Millionen Atomen (Wikipedia-Definition des Kolloids) zusammenballen!
MfG
Frank
Hg:
Hallo Frank,
--- Zitat ---Das knarrt dann ganz schön im Gitter.
--- Ende Zitat ---
;D ;D ;D
--- Zitat --- U,Th oder auch Sm (Anm.: ? mir unklar ?)
--- Ende Zitat ---
Sm = Samaruim; U, Th und Sm sind alle alpha-Strahler
--- Zitat ---ja schon, aber ich dachte immer die a-Strahlung entionisiert die Atome (deswegen bricht doch das Gitter auf) oder ?
--- Ende Zitat ---
ich dachte immer alpha-Teilchen wären ionisierende Teilchen ???
bin jetzt ein bissel verwirrt durch das ganze
Gruß
Hg
Krizu:
--- Zitat von: Hg am 12 May 05, 11:18 ---
--- Zitat ---ja schon, aber ich dachte immer die a-Strahlung entionisiert die Atome (deswegen bricht doch das Gitter auf) oder ?
--- Ende Zitat ---
ich dachte immer alpha-Teilchen wären ionisierende Teilchen ???
bin jetzt ein bissel verwirrt durch das ganze
--- Ende Zitat ---
Hallo,
ich versuche mal das ganze zu entwirren - falls es mir gelingen sollte:
Was ist ein Kristall? Ein Kristall ist eine räumlich periodische Anordnung von homogenen Bausteinen. Also beim CaF2 aus einem Ca und zwei F.
Wie kann ich mir so etwas vorstellen (Modell)?
Ich nehme einen Haufen Ca-Atomkerne, einen doppelt so grossen Haufen F-Atomkerne. Damit die Zusammenbleiben schmeisse ich jede Menge Eletronen dazu (So werden im Prinzip quantenmechanische ab-initio-REchnungen gemacht). Welch Wunder: Es ordnen sich die Atomkerne mit den Elektronen zum Gitter an. Es gibt Atomrümpfe (Atomkerne mit den lokalisierten, "zuordnungsbaren" Elektronen). Dann gibt es Elektronen der Bindungen, das sogenannte Valenzband. Hier entscheidet sich, welche Ladung ein Ion im Ionenkristall hat. Beim Ca2+ sind zwei Elektronen mehr zum Flour abgezogen, das Fluor ist also F-. Wohlgemerkt im zeitlichen Mittel usw.
Alpha-Teilchen können in Luft Ionen erzeugen, gelten also als ionisierende Strahlung. Das ist aber nur eine Umverteilung von Elektronen. Das gleiche passiert im Kristall. Elektronen werden aus ihren Bereichen entfernt. Der Kristall antwortet mit einem Lichtblitz, Röntgenblitz oder etwas Wärme. Passiert täglich in Elektronenmikroskopen, Röntgenanalysen, im Sonnenlicht usw. Diese Störstellen heilen sehr schnell aus (normal weniger als 1ms, manche Färbung auch nach Tagen). Erst wenn die Atomrümpfe weggekickt werden, ist etwas im Kristall dauerhafter zu sehen. Aber deionisierend würde ich das nicht nennen. Die freien Elektronenstellen werden schnell aufgefüllt.
Also kann es eigentlich nicht die deionisierende Wirkung durch Elektronenumverteilung sein. Dann würde ja ein Ca+ neben einem Fluor-Radikal sitzen. Das reagiert sofort wieder. Erst wenn die Ordnung im Kristall gestört ist, eine Störstelle entstanden ist, bleibt die Färbung länger erhalten.
Wobei die Farben in der Sonne wieder verschiessen können ;)
Sm:
Sind die natürlichen Isotope deutlich radioaktiv (mehr als beim Kalium) ?!
MfG
Frank
berthold:
Hallo,
schluck, jetzt kann ich nur noch dazulernen, mit meinem physikalischen Basiswissen komme ich langsam an die Grenze. :o
--- Zitat ---Ich bezweifel, dass Uran als Dotierung, also einzelne Atome auf einzelne Plätze, in das Gitter eingebaut wird.
--- Ende Zitat ---
Da kann ich den alten Strunz zitieren: "... In struktureller Hinsicht werden in beiden Fällen Uran-Ionen in die Fluorit-Stuktur an Stelle von Ca2+ eingebaut, und zwar dürften ganz einfach einzelne würfelige Baugruppen [Ca2+F8]6- durch Baugruppen [U6+O4F4]6- oder durch Baugruppen [U4+O2F6]6- vertreten werden, wobei der Valenzhaushalt in beiden Fällen unverändert bleibt. Die Möglichkeit des Auftretens derartiger Mischkristalle ist in Naturvorkommen durchaus gegeben; bei Wölsendorf handelt es sich wahrscheinlich bei den seltenen nicht fluoreszierenden satt roten Varietäten um Urano-Fluorite."
Es gibt aber auch weitere Arbeiten zu dem Thema, z.B. K. RECKER, "Über den Einbau von Uran in CaF2" in Angewandte Chemie 73, 1961
Wie weit die Mischbarkeit geht - keine Ahnung (sicher nicht sehr weit). Aber ich kann mich an eine Veröffentlichung erinnern, wo es um die technische Gewinnung von im Fluorit-Gitter eigelagertem Uran ging (Frage an mein kariöses Gehirn: Wo hab ich das gelesen?).
--- Zitat ---Du brauchst viele Uran-Atome an einer Stelle
--- Ende Zitat ---
schon, die haben wir doch, die "Stelle" ist ja relativ groß. Wenn ich die Reichweite der Alpha-Strahlung in Fluorit mal grob auf 1/2000 mm schätze, dann brauche ich nicht mal eine so hohe Uran-Konzentration (im Mischkristall). Strunz hatte irgendwo mal vorgerechnet, dass die radioaktive Färbung von Fluorit (wieder aus Wölsendorf) durch den gemessenen Uran-Gehalt innerhalb von etwa 1000 Jahren erfolgen könnte.
--- Zitat ---Da fährt ein Panzer durch den Kristall.
--- Ende Zitat ---
;D schön ausgedrückt *lern*
--- Zitat ---zu einigen Millionen Atomen (Wikipedia-Definition des Kolloids)
--- Ende Zitat ---
läuft auf die Frage nach der Definition des Kolloids hinaus. Die Wikipedia-Definition lässt da mit 103 bis 109 Atomen schon einen großen Spielraum ;) - andere Definitionen gehen sogar noch weiter.
Für mich stellt sich eigentlich nicht die Frage, ob der Fluorit nach radioaktiver Bestrahlung durch Ca gefärbt ist (das halte ich für einige Fälle für gesichert), vielmehr ob man das als kolloidale Färbung bezeichnen darf (wie das in der Literatur gemacht wird).
Gruß
Berthold
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