Frage an die Wissenschaftler/wissenschaftlich Interessierten

[Judith Rauch]

Hallo.

Da ich selbst keine Wissenschaftlerin bin, bitte ich jetzt schon um Nachsicht für meine Unwissenheit, falls ich mich etwas holprig ausdrücken sollte.

Aufgrund eines Vortrages von Dr. Werner Gitt aus Braunschweig, allerdings zu einem anderen Thema, wurde mein Interesse für radioaktive Stoffe, Halbwertzeiten usw. geweckt.

Ich habe dann mal auf ein paar Seiten im Netzt nachgeschaut, (u. a. http://www.seilnacht.com/Lexikon/92Uran.html) die allerdings nicht das erklärt hatten was ich wissen wollte. Da ich sonst keine Wissenschaftler kenne an die ich wenden könnte, versuche ich es mal hier. Ich meine, hier tummeln sich ein paar Physiker oder so.

Also meine Fragen wären:

1. Wie entsteht so ein Schwermetall wie Uran 238? Wenn ich das richtig gelesen habe, handelt es sich dabei ja um ein natürliches Metall und nicht um ein künstliches. Handelt es sich dabei um irgendein "Abfallprodukt" eines anderen Metalles?

2. Wie hoch ist die Halbwertzeit von Uran 238?

3. Entsteht Uran 238 auch heute noch, oder sind alle Vorkommen "irgendwann" entstanden und es "bildet" sich heute kein Uran 238 mehr?

4. Wenn die Halbwertzeit von Uran """""abgelaufen"""" ist, was liegt dann vor? Ist es dann zerfallen und es gibt Null Rückstände (es hat sich quasi aufgelöst) oder ist das Schwermetall dann lediglich nicht mehr Radioaktiv (aber als Masse noch erhalten)?

Vielleicht kann mir ja jemand weiterhelfen.

[HectorSamuel]

4. Wenn die Halbwertzeit von Uran """""abgelaufen"""" ist, was liegt dann vor? Ist es dann zerfallen und es gibt Null Rückstände (es hat sich quasi aufgelöst) oder ist das Schwermetall dann lediglich nicht mehr Radioaktiv (aber als Masse noch erhalten)?

Vielleicht kann mir ja jemand weiterhelfen.

Die physikalische Halbwertszeit ist in der Kernphysik diejenige Zeitspanne, die statistisch gesehen verstreicht, bis die Menge eines bestimmten radioaktiven Isotops auf die Hälfte gesunken ist, das heißt sich in andere Atome umgewandelt hat.

Also, wie Du so schön schreibst: "als Masse noch erhalten"...

zu 2. : Die Halbwertzeit Von Uran 238 liegt laut wikipedia bei 4,468 · 10hoch9 Jahre.... also etwa 4,5 Milliarden Jahre...

Die anderen Fragen kann wohl noch eher ein Geologe erklären, als ein Physiker... oder?

EDIT:
Uran ist ja ein chemisches Element, und dürfte also genauso entstehen/(entstanden sein, wie andere chem. Elemente...

Die Entstehung von Elementen

Bereits beim Urknall entstanden die leichten Elemente Wasserstoff (ca. 75%) und Helium (ca. 25%), zusammen mit geringen Mengen Lithium und Beryllium.

Schwerere Elemente entstehen im Universum durch Kernreaktionen in den Sternen (meist durch Kernfusion). Am Anfang steht der Wasserstoff mit einem Atomgewicht von ca. 1.0 (ein Proton). In Hauptreihen-Sternen, wie auch unserer Sonne, verschmilzt unter hoher Temperatur (mehrere Millionen C°) und hohem Druck Wasserstoff zu Helium. (Atomgewicht ca. 4.0) Dabei verschmelzen 4 Wasserstoffatomkerne über mehrere Zwischenstufen zu einem Heliumatomkern. Dieser ist ein wenig leichter als die vier Protonen zusammen, die Massendifferenz wird als Energie in Form von (Gamma-)Strahlung frei.

Die Fusion geht auf diese Art (Atome mit geringerer Protonenzahl und Atomgewicht verschmelzen zu höheren unter Abgabe von Energie) in den meisten Sternen bis zum Kohlenstoff, in massereichen bis zum Eisen weiter. Die Energieausbeute wird dabei immer geringer. Eisen ist der am dichtesten gepackte Atomkern, bei Fusionsreaktionen darüber hinaus wird Energie verbraucht anstatt freigesetzt. Sterne sind auf Energiegewinnung aus Kernfusion angewiesen um ihren Gravitationskollaps aufzuhalten, daher können derartige Reaktionen nicht in nennenswertem Umfang stattfinden.

Elemente schwerer als Eisen entstehen in Sternen am Ende ihrer Lebensdauer. Dabei fangen Atomkerne Neutronen ein und werden so in Elemente höherer Ordnungszahl umgewandelt. Dies geschieht im sogenannten s-Prozess (bei massearmen Sternen) oder im r-Prozess (bei massereichen Sternen während einer Supernova).

Ein Stern verliert am Ende seiner Lebensdauer große Mengen Material (kontinuierlich durch Sonnenwind oder explosiv in einer Supernova), dadurch gelangen die entstandenen Elemente zurück in das interstellare Medium. Jüngere Sternensysteme enthalten daher bereits von Anfang an auch geringe Mengen schwererer Elemente, die z.B. Planeten wie in unserem Sonnensystem bilden können.

ich habe die m.E.n. wichtigsten Bruchstücke fett markiert...

Gruß Markus

[Khaanara]

1. Wie entsteht so ein Schwermetall wie Uran 238? Wenn ich das richtig gelesen habe, handelt es sich dabei ja um ein natürliches Metall und nicht um ein künstliches. Handelt es sich dabei um irgendein "Abfallprodukt" eines anderen Metalles?

Uran ist eigentlich ein eigenes Element im Periodensystem. Uran 238 ist ein Isotop davon. (http://lexikon.freenet.de/Uran)
Also eigentlich kein Abfallprodukt, so wie ich es in meiner weit zurückliegen Ausbildung zum Chemikanten sagen kann.

Aber so weit ich weiss, haben wir doch einen Doktor im Bereich der anorganischen Chemie hier im Forum, der da vielleicht mehr dazu sagen kann.

[HectorSamuel]

Übrigens ging man (i.e. die Uranlobby selbst) 1977 davon aus, dass im Jahr 1999 die Uranreserven, die für Atomkraftwerke genutzt werden können, aufgebraucht sind. Allerdings ging man damals auch von viel mehr betriebenen Atomkraftwerken aus. Um genau zu sein sind 2000 nur ein fünftel der 1977 erwarteten AKW in Betrieb.

Die Bundesanstalt für Geowissenschaften schätzte die verbliebenen Uranreserven 1997 auf 2315 Kilotonnen (kt). Bei einem gleichbleibenden Jahresverbrauch von derzeit 65 kt ergibt sich eine „Restlaufzeit“ von knapp 36 Jahren.

Auch nett... oder?

Wie immer verbraucht der Mensch die Rohstoffe schneller, als sie nach"wachsen"...

[Judith Rauch]

Wenn ich den wikipedia Artikel lese frage ich mich, ob sich das jetzt auf schwere Elemente innerhalb der Sonne/des Weltraums bezieht.

Oder hat die Kernreaktion durch Kernfusion in unserer Sonne uns das Uran auf der Erde beschert?

Falls ja, bedeutet das doch, das die Uranvorkommen auf unserer Erde nur noch weniger werden können und nicht mehr anwachsen werden, da eine erneute Kernreaktion unserer Sonne ja nicht mehr zu erwarten ist, zumindest nicht in absehbarer Zeit, oder?

[Knochenmann]

Also, das Uran, das heute auf der Erse ist stammt noch von der Entstehung der Erde selber. Das war schon in dem Nebel enthalten, aus dem sich unser Sonnensystem gebildet hat. Vielleicht kommt noch das eine oder andere Atom durch Sonnenwind auf die Erde, aber das mann man getrost vernachlässigen.

Wenns weg ist ist's weg.

[deval]

Da ich den guten Prof. Dr. Werner Gitt auch kenne, kann ich mir schon vorstellen worauf du hinauswillst. Dummerweise paßt die Halbwertzeit genau ins Schema, oder?