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Radioaktiver Zerfall
 
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Ice Tea
Gast





Beitrag Ice Tea Verfasst am: 19. Aug 2022 12:52    Titel: Radioaktiver Zerfall Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Viele isotope haben Halbwertszeiten und zerfallen damit nach einer gewissen Zeit, bzw. diese bilden dann ein völligst anderes Element.
Z.b. zerfällt Vanadium 50 zu Titan 50 oder Chrom 50.
Und auch bei Umwandlungen durch kosmische Strahlung ändern sich Elemente.
da entsteht dann z.b. aus Fe 54 das Mn 53.

Gibt es da nicht Probleme bei den heutigen Hochleistungsbaustoffen, da die neuen Elemente die nach dem radioaktiven Zerfall entstanden sind, eine andere Größe haben als das urpsrüngliche Ausgangselement das im Kristallgitter an diesem Platz gesessen hat?

Meine Ideen:
Ich würde denken das die Unterschiede in der Größe der Atome nicht so groß sind das es relevant werden würde.

Ich würde denken das es keine Spannungen im Kristallgitter gibt und das schon gar keine Risse oder Schäden dadurch entstehen.
Egal wie gering. . .
willyengland



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Beiträge: 523

Beitrag willyengland Verfasst am: 19. Aug 2022 14:51    Titel: Antworten mit Zitat

In Metallbaustoffen ist das unerheblich, Da sind sowieso schon viel mehr Fremdstoffe drin, als durch Radioaktivität neu hinzukommen. Das mittelt sich alles weg.
Schlimmer ist Radioaktivität z.B. im Körper, wo Krebs entstehen kann.

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Gruß Willy
TomS
Moderator


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Beitrag TomS Verfasst am: 19. Aug 2022 15:57    Titel: Antworten mit Zitat

Nein, das ist definitiv nicht unerheblich.

https://www.scinexx.de/news/energie/atomkraft-messmethode-zeigt-verborgene-material-schaeden/

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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
willyengland



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Beiträge: 523

Beitrag willyengland Verfasst am: 19. Aug 2022 18:06    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, das ist klar.
Ich bin davon ausgegangen, dass es um natürliche Radioaktivität ging.

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Gruß Willy
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 15891

Beitrag TomS Verfasst am: 19. Aug 2022 18:11    Titel: Antworten mit Zitat

willyengland hat Folgendes geschrieben:
Ich bin davon ausgegangen, dass es um natürliche Radioaktivität ging.

Ja, du hast recht, meine Antwort ist in dem Kontext eher unerheblich; sorry.

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Azkaenion



Anmeldungsdatum: 21.06.2020
Beiträge: 290

Beitrag Azkaenion Verfasst am: 22. Aug 2022 18:25    Titel: Ice Tea Antworten mit Zitat

Vielen Dank für eure Antworten.
das ist sehr interessant.

Mir ging es aber lediglich darum, ob durch die Umwandlung (nicht durch die Strahlun, den die ist ja praktisch Null), die Atomradien sich so stark verändern, dass es dann zu Spannungen im Kristallgitter und somit vielleicht zu Schäden kommen kann.
Cry
Gast





Beitrag Cry Verfasst am: 22. Aug 2022 20:58    Titel: Antworten mit Zitat

Bitte was ist ein Hochleistungsbaustoff als Kristall?
Azkaenion



Anmeldungsdatum: 21.06.2020
Beiträge: 290

Beitrag Azkaenion Verfasst am: 22. Aug 2022 21:22    Titel: Antworten mit Zitat

Metalle sind doch vom Aufbau her ein Kristallgitter.
Und wenn dann da wo das Fe54 im Kristallgitter gesessen hat, plötztlich durch die Umwandlung ein Mn53 sitzt, dachte ich, dass dies dort dann vielleicht für Spannungen sorgt.
Wobei dies Umwandlung ja durch die kosmische Strahlung (heliumkerne) verursacht wird.


Aber beim normalen radioaktiven Zerfall von Elemente ist es ja genauso, dass nach einer zeit X aus einem Atom im Gitter dann plötzlich ein anders entsteht, dass aber an der exakt gleichen Stelle sitzt.
Und ob der Platzt dann für dieses andere und eventuell wesntlich größere Atom noch ausreicht, ist halt meine Frage.

Oder kann das dann so Spannungen im Kristallgitte gebn, dass sogar feinste Risse entstehen.
Füsik-Gast
Gast





Beitrag Füsik-Gast Verfasst am: 22. Aug 2022 22:09    Titel: Zerfall Antworten mit Zitat

Du solltest dir vor Augen führen,in welchem Maße überhaupt eine Kernumwandlung durch "radioaktive Strahlung" abläuft.
In Baustoffen ist der Anteil an natürlicher Radioaktivität strengen Grenzwerten unterworfen.Umwandlungen durch kosmische Strahlungen sind zwar möglich,aber der Anteil an umgewandelten Atomen ist so gering,im Verhältnis zu den nicht umgewandelten und zu schon vorhandenen Störelementen(
Verunreinigungen),daß das nicht relevant ist.
Anders sieht es bei Materialien aus,die über längeren Zeitraum sehr intensiver und harter Strhalung ausgesetzt ist,wie es z.B. bei Kernreaktoren der Fall ist.
Dort kann das Material selbst radioaktiv werden und durch die Veränderung der chemischen Eigenschaften bei Änderung von Ordnungszahl das Material seine mechanischen Eigenschaften verlieren.

Füsik-Gast.
Cry
Gast





Beitrag Cry Verfasst am: 22. Aug 2022 22:15    Titel: Antworten mit Zitat

Interessant ist in diesem Zusammenhang höchstens "low-background" stahl und eisen welches aus alten Schiffswracks vor 1940 und den ersten Atombombentests gewonnen werden kann da dies weniger kontaminiert ist aber das hat sicher nichts mit "Hochleistungsbaustoffen" zu tun.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 15891

Beitrag TomS Verfasst am: 23. Aug 2022 00:05    Titel: Re: Ice Tea Antworten mit Zitat

Azkaenion hat Folgendes geschrieben:
Mir ging es aber lediglich darum, ob durch die Umwandlung (nicht durch die Strahlun, den die ist ja praktisch Null), die Atomradien sich so stark verändern, dass es dann zu Spannungen im Kristallgitter und somit vielleicht zu Schäden kommen kann.

Wie gesagt: ja, für Reaktoren ist das tatsächlich relevant; nein, die natürliche Radioaktivität ist zu gering, um zu nennenswerten Effekten zu führen.

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Azkaenion



Anmeldungsdatum: 21.06.2020
Beiträge: 290

Beitrag Azkaenion Verfasst am: 23. Aug 2022 05:06    Titel: Antworten mit Zitat

An Strahlenschäden hatte ich jetzt gar nicht hedacht, sondern einfach an Schäden durch entstehende, rein mechanische Spannungen im Kristallgitter, durch größere werdende Atome durch Kernumwandöungen.

Fe54 zerfällt ja z.b. auf natürlichem Weg zu Chrom nach 3,74 Milliarden Jahren.

Das macht also nichts, dass sich immer wieder Eöemente und somit auch deren Atomgröße verändert?

Ich hatte irgendwo mal waa gelessen, dass ein Atomkern nur X% größer sein darf als sein Vorgänger, sonst wäre zu wenig Platz für ihn an der Stelle wo das Ausgangselement vorher war.

Wie ist das eigentlich beim Verfampfen von Neutronen?
Durch den Stoß angeregt würde das Element dann seinen Platz im Kristallgitter verlassen und wo anders eingebaut werden.

Kann es so angeregt auch das Material verlassen?
Ice Tea
Gast





Beitrag Ice Tea Verfasst am: 26. Aug 2022 14:38    Titel: Antworten mit Zitat

Also mir ging es ausschließlich darum, ob es Spannungen im Kristallgitter gibt, wo ja die ganzen Atome der verschiedenen Elemente einer z.b. Metall Legierrung eingebaut sind.
Die radioaktive frei werdende Strahlung z.b. beim Beta Zerfall ist hier völlig unrelevant. Es geht nur rein darum, ob sich tatsächlich signifikant die Größe des eingebauten Atoms ändert, wenn (Vanadium hier nur als ein xbeliebiges Beispiel) aus den radioaktiven Vanadium 50 Isotop (was z.b. in Titan Legierungen enthalten ist) dann allmählich Titan und Chrom entsteht.

Gibt es dann Probleme das oder die neuen Element an der Stelle im Gitter einzubauen wo vorher dann das Vanadium eingebaut war vor seiner Umwandlung?

Es gibt ausser Vanadium ja genug Element die sich umwandeln.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 4387

Beitrag DrStupid Verfasst am: 26. Aug 2022 14:57    Titel: Antworten mit Zitat

Ice Tea hat Folgendes geschrieben:
Gibt es dann Probleme das oder die neuen Element an der Stelle im Gitter einzubauen wo vorher dann das Vanadium eingebaut war vor seiner Umwandlung?


Wenn das Atom nach dem Zerfall nicht mehr in das Gitter passt, dann hat der Kristall einfach einen Gitterfehler mehr als vorher. Mir fällt kein praktisches Beispiel ein, bei dem das eine Rolle spielt. Die meisten Werkstoffe sind ja nicht einmal Einkristalle.

Ich kann mir höchstens vorstellen, dass das irgendwann in der Elektronik relevant werden könnte, wenn die Integrationsichte so weit erhöht wird, dass einzelne Fehlstellen zum Problem werden.
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