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Kommentare (58)

  1. #1 UMa
    15. September 2017

    Hallo Tobias, danke für den Fragenartikel.

    Ich möchte gleich eine erste Frage stellen.

    Kalium enthält ja das radioaktive Isotop K-40. Wenn man jetzt auf die (wahrscheinlich dumme) Idee käme auf Kalidüngersäcken (mehrere Zentner) zu schlafen, wie hoch wäre die Strahlenbelastung pro Stunde in etwa?
    Und wie hoch wäre er bei reinem K2O?

  2. #2 Tobias Cronert
    15. September 2017

    Ja, grundsätzlich hat Kaliumdünger schon einiges an Aktivität:

    16kg Kalium mit 20Bequerel pro g wären dann 320000 Bequerel, also 320tausend radioaktive Zerfälle pro Sekunde. Soweit so richtig. Wenn jetzt jeder Zerfall auf deinen Körper wirken würde und diese WIrkung für zwei Monate anhält, dann würdest du tatsächlich deine 4mSv an Dosis abbekommen.

    Jetzt kommt natürlich die Realität mit ins Spiel. Wenn diese 320kBq eine Punktquelle wären, dann würde die Strahlung mit dem Abstandsquadrat abnehmen. Das heißt, wenn du in 1cm Abstand 4mSv abbekommen würdest, dann würdest du in 2m Abstand nur noch 1/10000, also 0,4µSv, abbekommen.

    Dann gibt es noch die Selbstabschirmung des Materials. Aus der Hüfte geschossen sollten 2cm KOH reichen um das meiste der Strahlung abzuschirmen. Das heißt, dass du nur den Teil der 16kg abbekommst, der dir zugewandt ist. Das heißt von den eigentlichen 16kg “sehen” dich nur die Strahlen von … sagen wir mal 4kg des Stoffes. Dann bist du schon mal runter auf 0,1µSv pro zwei Monate. Also in zwei Meter bist du absolut sicher, egal, wie lange du dich aufhälst. Aber wenn du dich nackt in eine Badewanne voll mit KOH legst, von Kopf bis Fuß bedeckst und so zwei Monate liegen bleibst, dann bekommst du schon eine gehörige Menge an ionisierender Strahlung bzw. Dosis (mSv) ab.

    Die Frage hatten wir schon einmal in ähnlicher Ausführung (http://scienceblogs.de/nucular/2015/07/06/bananendosenaequivalent/#comment-9948) deswegen konnte ich jetzt hier ein wenig copy and pasten.

    Für die Zukunft: Ihr braucht nicht alle anderen Beiträge nach ähnlichen Fragen zu durchsuchen, denn das kann recht aufwendig werden. Ich habe da im Admin Backend bessere Möglichkeiten zu. Also auch auf die Gefahr hin, das wir uns widerholen… Immer hier fragen, dann antworte ich schon und poste ggf. einen Link.

  3. #3 UMa
    15. September 2017

    Danke. Diese Frage wollte ich schon immer mal stellen. Die ähnliche Frage hatte ich nicht gesehen.
    Ich hatte es versucht selbst auszurechnen, ohne Selbstabschirmung, weil ich davon keine Ahnung habe, und war auf ziemlich hohe Werte gekommen, ein vielfaches der natürlichen Strahlung.

  4. #4 Tobias Cronert
    15. September 2017

    Selbstabschirmung ist notorisch schwer auszurechnen. In der Anwendung schätzt man dann eher aus der Hüfte und macht eine “Worst-Case”-Abschätzung oder macht eine Messung.

    Wenn man es richtig haben möchte, dann müsste man eine Monte-Carlo Simulation machen, aber das ist dann schon recht aufwendig und bei den meisten Anwendungen viel zu teuer.

  5. #5 UMa
    15. September 2017

    Gut dann eine weitere Frage. Zur kosmischen Strahlung.

    Welche Komponenten verursachen die höchste Strahlendosis auf der Erde? Sekundärstrahlung wie Myonen und Neutronen?

    In den letzten 20 Jahren hat sich durch Funde von Fe-60 in den Sedimenten herausgestellt, dass in den letzten Jahrmillionen mehrere Supernovae in ca. 100 pc Entfernung explodiert sind, welche die lokale Blase erzeugten.
    Die Supernovae erzeugen an ihrer Stoßfront kosmische Strahlung in erheblichen Mengen.
    Die Erhöhung der kosmischen Strahlung hängt von der m.W. unbekannten Richtung des interstellaren Magnetfeldes ab. Nach den unten verlinkten Papern von einer geringer Erhöhung im günstigsten Fall zu mittleren Werten von 20 bis 150-fachen der heutigen Werte bis zum 10000-fachen im Worstcase. Und das über viele tausend Jahre.
    Was wären die Auswirkungen einer solchen Erhöhung der kosmischen Strahlung?
    https://arxiv.org/abs/1605.04926
    https://arxiv.org/abs/1702.04365

  6. #6 Tobias Cronert
    15. September 2017

    Uuufts, das ist schwer. Mit kosmischer Strahlung habe ich so gut wie gar nichts zu tun und daher auch keine gute Antwort parat. Ich gucke mal nach, ob mir da zufällig ein paar Infos auf die Füße fallen… aber keine Garantie.

  7. #7 werner
    15. September 2017

    @#2: “Aber wenn du dich nackt in eine Badewanne voll mit KOH legst, von Kopf bis Fuß bedeckst und so zwei Monate liegen bleibst,…” dann hast Du absolut kein Problem mehr mit der Strahlung (Stichwort “Verseifung”). Dann musst Du nur noch den Stöpsel ziehen, alles runterspülen und die Knochen separat versorgen. 😉

  8. #8 Tobias Cronert
    15. September 2017

    Tja, ich sag ja immer, gegen so manche biologischen oder chemischen Sachen ist Radioktivität eher schwach auf der Brust. *g*

  9. #9 tomtoo
    17. September 2017

    @ Tobias
    Was machen eigentlich ultrakalte Neutronen die zusammenkommen. Die reagieren über die starke WW oder ? Da könnte ich mir ja sozusagen eine ‘Erbse’ aus neutronen bauen ? Ok die teuerste Erbse der Welt.

  10. #10 Robert
    17. September 2017

    Tobias,
    Hat irgendein Mensch schon einmal ein Neutron gesehen?
    Ich meine jetzt nicht seine Spur sondern seine Umrisse?
    Ein Proton hat ja auch noch niemand gesehen.
    Ich denke da auch nicht an die Elektronenhülle!

    Wie stellst du dir die Kernbausteine vor? Als kleine Kügelchen? Erzähl mal aus dem Nähkästchen!

  11. #11 Tobias Cronert
    17. September 2017

    Wenn man ultrakalte Neutronen in einem Becher sammelt, dann “klumpen” sie theoretisch über die Graviation, starke und schwache WW zusammen. Aber alle Diese Kräfte sind sehr schwach oder kurzreichweitig, weswegen eher die minimale, aber immer noch vorhandene Kinetische Enegie dominiert.

    Aber das ist schwer zu beobachten, weil derzeit schafft man es ca. 10^3-5 Neutronen zu fangen. Das ist halt immer noch seeeeehr weit von einem Nanogramm entfert, mit dem man irgendwas makroskopisch anstellen könnte.

    Ja, theoretisch ist es ein Neutronenstern im Taschenformat…. aber

  12. #12 tomtoo
    17. September 2017

    @Tobis
    Das wäre richtig cool. Der Neutronenstern im Reagenzglass. Klasse Buchtitel. ; )

  13. #13 Tobias Cronert
    18. September 2017

    @Robert: Uuups habe deinen Beitrag zu spät gesehen. “Sehen” ist da ein sehr relativer Begriff. Ich würde ich meinem Sprachgebrauch schon sagen, dass ich Neutronen gesehen habe. Aber wenn du “sehen” jetzt als “Reflektion von sichtbarem Licht, dass dann ins Auge kommt” definierst …. dann ist es natürlich unmöglich ein Neutron zu sehen. Das Verhältnis von Elektronenhülle zu Kern ist in etwas das eines Menschen zur gesamten Erde. Selbst wenn alle Menschen der Erde auf einem Fleck wären könnte man sie warscheinlich aus dem Weltraum aus nicht sehen. Ähnlich ist es mit den Neutronen.

    Einen Apfel sehe ich ja, indem EM-Wellen mit einer Wellenlänge von ca 500nm reflektiert werden und von Detektoren in unserer Netzhaut in elektrische Signale verwandelt werden, die unser Gehirn interpretiert. Ein Neutronendetektor macht das gleiche, nur dass da noch ein Zwischenschritt vorgeschaltet ist. Also Signal -> visuelle Darstellung -> Auge -> Gehirn.

    Ich haben einen Aufbau, an dem ich 1 Neutron pro Minute messe. Das würde ich durchaus als “sehen” bezeichnen. Lass noch mal ein par Jahre ins Land gehen und dann kann ich bestimmt auch meinen Detektor direkt über eine neuronale Schnittstelle an mein Nervensystem anschließen … dann kann man Neutronen wirklich sehen.

    Als kleine Kügelchen stelle ich sie mir eigentlich nicht vor, sondern eher als einzelne Wasserwelle. OK, da ist kein “Wasser” Medium, aber da kann ich mir trotzdem gut verschiedene Wellenformen (spitz, lang breit) vorstellen und auch einen Aotmkern aus verscheidenen Wellen, die übereinander liegen.

  14. #14 gedankenknick
    18. September 2017

    Nur mal so allgemein in den Raum geworfen: Der Elektronikversender ELV hat jetzt auch einen eigenen Radioaktivitätsdetektor. https://www.elv.de/gamma-scout-strahlungsmessgeraet-geigerzaehler.html Für fast 400€ finde ich das allerdings schon recht heftig, zumal ich die Beschreibung so interpretiere, dass das gute Stück sowieso nur so Langzeitüberwachung und -auswertung gedacht ist – also explizit NICHT für eine “Kurzzeit-Detektion”. Allerdings soll das Teil kalibriert sein in einem Messbereich 0,01 bis 1.000 µSv/h.

    Aber bei DEM Preis frage ich mich tatsächlich nach einer sinnvollen Verwendung für den geneigten “Endverbraucher”, wenn man mal von Wohnbereichen gegenüber einem KKW oder einem (Braun)Kohlekraftwerk absieht…

  15. #15 Tobias Cronert
    18. September 2017

    Ja diese ganzen mittelpreisigen Strahlungsmesser waren einer der Hauptgründe, warum ich hier meine kleine Vergleichsserie von Detektoren angefangen habe. Die gehen mir nämlich ziemlich auf den Keks.

    Die meisten mittelpreisigen Geräte bieten gegenüber den billigen (60-180€) keinen Vorteil und sind offensichtlich dazu gedacht Menschen mit Angst vor Radioaktivität Geld aus der Tasche zu ziehen.
    Es gibt ein paar Geräte, bei denen man für die 200€ mehr auch mehr Leistung bekommt… aber die sind eher die Ausname (und weil ich nicht so viel Geld habe kann ich da auch nicht viel testen). Die, die sich lohnen haben aber schon andere Leute rezensiert.

    Daher mein TIp: Kauft die günstigsten oder investiert Zeit (und Geld) um euch etwas richtig gutes rauszusuchen.

  16. #16 Robert
    18. September 2017

    Tobias ’13,
    Danke für die ausführliche Antwort,
    wenn man allerdings den Gedanken von tomtoo noch hinzunimmt und einen Becher mit Neutronen füllt, dann könnte man die Oberfläche dieser “Energiewellen” irgendwie nachweisen.

  17. #17 Tobias Cronert
    19. September 2017

    Um sie makroskopisch nachzuweisen muss die Anzahl der Neutronen halt in der Nähe der Avogadro Konstante sein… also irgendwo bei 10^23

    Soweit ich weis kann man derzeit maximal 10^3-5 Neutronen gleichzeitig “fangen”.

  18. #18 tomtoo
    19. September 2017

    @Tobias
    Gibts bei WP keine möglichkeit das “Fragen an den Autor” oben festzupinnen ? Wäre ja sinvoll imho.

  19. #19 Tobias Cronert
    19. September 2017

    Die Möglichkeit gibt es und ich habe es gerade mal eingerichtet. Danke für die Idee.

    Aber ich bin mir noch nicht sicher, ob ich das auch permanent so lassen möchte. Ich muss, sowieso mal mehr Zeit in das Design hier investieren… ergo kommt auf die 2do Liste.

  20. #20 tomtoo
    19. September 2017

    @Tobias
    Ey ,super !

    Also ich find’s gut.

  21. #21 rolak
    19. September 2017

    bin mir noch nicht sicher

    Ein auf ewig als ‘neuester Artikel’ deklarierter Text ist ja auch ziemlich gewöhnungsbedürftig, Tobias. Doch es gibt zusätzlich die deutlich dezentere, das schnell&leicht-Finden aber kaum einschränkende Variante des Unterbringens im rechten Rand. So wie zB bei MartinB der link zu den Artikelserien unter ‘über das Blog’.

    • #22 Tobias Cronert
      19. September 2017

      Einen Link auf der rechten Seite habe ich schon gemacht. Ich werde ihn erst mal oben lassen und ein wenig darüber meditieren und ausprobieren.

  22. #23 tomtoo
    19. September 2017

    Mist, müsste PC anschmeisen. Aber auf dem Handy sehe ich gar keine Links rechts ?

  23. #24 rolak
    19. September 2017

    Sachma, Tobias, stand das mit ‘Fragenartikel’ da eben auch schon? Gruselige Vorstellung, mir ist so, als hätte ich eben mal ergebnislos nachgeguckt…

    keine Links rechts ?

    Evtl zwischen Artikel und Kommentaren, tomtoo, oder ganz ‘unten’ dran hängend. Diese Beistelltischchen oder sidebars finden sich manchmal an den urkomischsten Stellen wieder.

  24. #25 tomtoo
    19. September 2017

    Also auf dem Handy , find ichs praktisch.

    @Rolak Beistelltischchen ?? Ooo….kee… %-)

  25. #26 demolog
    20. September 2017

    Atommüllentsorgung:

    Warum, meinen sie, das, wenn alle doch so behutsam mit dem Problem umgehen wollen, niemand auf die Idee kommt, die wahrhaftig ultimative Endlagerung im Verbohren in Subduktionszonen zu erkennen?

    Also den Müll in in Subduktionszonen tief verbohren, damit er dann auch absehbar tatsächlich “weg” ist und nie wieder an die Oberfläche kommen kann!

    Bei allen anderen Endlager-Strategien scheinen (nicht nur mir) die Sicherheitsaspekte eher unvollständig erfüllbar zu sein.

  26. #27 roel
    no gods, no kings, no courts
    24. Oktober 2017

    @Tobias Cronert “Fragen an den Autor” gerade erst entdeckt.

    Ich denke es gibt Studien zur Auswirkung der Reaktorkatastrophe in Tschernobyl. Welche Auswirkungen hat die freigesetzte Radioaktivität auf die Tiere und Pflanzen rund um Tschernobyl? Vielleicht hast du einen guten Linktip oder noch besser vielleicht wäre das ein Thema für einen eigenen Beitrag.

  27. #28 Tobias Cronert
    24. Oktober 2017

    Also es gibt sehr viele Tschernobyl Experten da draußen im Internet, die sich mit dem Thema wesentlich mehr beschäftigt haben, als ich. Ich denke nicht, das ich mich so bald mit dem Thema beschäftigen werde, weil ich da erst mal viel Arbeit reinstecken müsste um auf einem durchschnittlichen “Internet” Niveau zu landen.

    Aber ein nettes Video bzgl. Tiere und Pflanzenwelt, ist mMn das hier: https://www.youtube.com/watch?v=-WhIDtP64aw

  28. #29 Tobias Cronert
    24. Oktober 2017

    @Demolog: Bislang schließt man alle geologisch irgendwie aktiven Zonen aus, weil man nich nicht sicher sein, kann, dass nichts negatives passiert. Bei einer Bohrung in einer Subduktionszohne ist es ja auch möglich, dass das Material dann über geologische Aktivitäten nach oben kommt. auch wenn die Wahrscheinlichkeit gering ist, so ist sie doch hoch genug, dass man es nicht riskieren möchte.

  29. #30 roel
    no gods, no kings, no courts
    24. Oktober 2017

    @Tobias Cronert Danke für den Link

  30. #31 Beobachter
    21. November 2017

    @ Tobias Cronert:

    Was ist davon zu halten?:

    http://www.sueddeutsche.de/panorama/ruthenium-erhoehte-radioaktivitaet-ueber-europa-russland-als-ursache-bestaetigt-1.3758770

    Zitate:

    “21. November 2017, 12:05 Uhr
    Ruthenium
    Erhöhte Radioaktivität über Europa kommt aus Russland

    Das deutsche Bundesamt für Strahlenschutz hatte erklärt, erhöhte Ruthenium-Werte seien seit Ende September aus Deutschland, Italien, Österreich, der Schweiz und Frankreich gemeldet worden.
    Die französische Atomaufsichtsbehörde vermutete einen Unfall in einer russischen Einrichtung.
    Russland dementierte die Berichte zunächst, bestätigte nun aber, dass in Teilen des Landes eine “äußerst hohe” Konzentration des Isotops Ruthenium-106 festgestellt wurde. … ”

    ” … Nach ersten Berichten über ein Ruthenium-Leck in einer Anlage im Südural hatte der staatliche russische Rosatom-Konzern im Oktober erklärt, die Substanz komme nicht aus seinen Anlagen. “Die Behauptung, dass die Kontamination russischen Ursprungs ist, ist unbegründet”, erklärte Rosatom.

    Nun hat der russische Wetterdienst bestätigt, dass in Teilen des Landes eine “äußerst hohe” Konzentration von radioaktivem Ruthenium-106 festgestellt wurde, berichtet die Nachrichtenagentur AFP. Die höchste Konzentration wurde demzufolge in der Messstation Argajasch registriert, einem Dorf in der Region Tscheljabinsk im südlichen Ural an der Grenze zu Kasachstan, 20 Kilometer von der Kerntechnischen Anlage Majak entfernt, wo sich 1957 der drittschwerste Atomunfall der Geschichte ereignet hatte. Dort sei in der Woche vom 25. September bis 7. Oktober eine Konzentration von Ruthenium-106 gemessen worden, die das 986-Fache des erlaubten Werts betragen habe. Heute dient die Anlage der Wiederaufbereitung abgebrannter nuklearer Brennstoffe…. “

  31. #32 Tobias Cronert
    21. November 2017

    Tjoa, also wenn das BfS und die anderen nationalen Behörden das so nachgemessen haben, dann wird das wohl so stimmen. Ru106 mit der charakteristischen weichen Betalinie und der harten + Gamma im Rhodium ist zwar nicht ganz einfach zu detektieren, aber recht eindeutig.

    Wenn man jetzt von Windrichtung etc. auf eine Ausbreitung aus Russland schließen kann ist das schon hübsch, aber da habe ich selber keine Expertise und diesen Punkt kann ich nicht nachvollziehen bzw. bestätigen.

    Ein Kumpel von mir arbeitet mit Ruthenium (also dem stabilen Isotop) und das ist halt ein rel. normales Metall. Das als Aerosol in die Luft zu bekommen ist schon eher schwierig. Da muss schon irgendein (hoher) thermischer Prozess hinter stecken.

    Ich habe jetzt auch keine bessere Idee, als das BfS, was da in Russland passiert sein könnte. Wie ja gesagt wurde ist es schon verwunderlich, dass da keine anderen Isotope unterwegs sind, was für eine sehr selektive Freisetzung spricht.

    Isotopenbatterien? Sattelit? Joa, hört sich plauisibel an. Alienraumschiff? Spricht auch nichts dagegen 😉

    Was ich schön finde, ist, dass alle Messtationen mittlerweile so fein sind, dass in der Welt quasi nichts mehr passieren kann, ohne dass es viele Leute mitbekommen … zumindest im Nukularen Bereich. Ein ernstzunehmender Unfall würde sofort überall die Alarmglocken schellen lassen und “das 1000fache des erlaubten Wertes” qualifiziert noch nicht mal im Ansatz als großer Unfall.

    Die Größe des Unfalls liegt irgendwo in der Ecke “Mitarbeiter aus ehem. Isotopenbatterieproduktion hat den Filter der Anlage auf das Lagerfeuer im Garten geworfen um es zu entsorgen”. Oder eben das Alienraumschiff oder die geheime Sovjetwaffe, die nun entsorgt wird. Ein bischen die Fantasie spielen lassen darf man ja schon *g*.

  32. #33 Beobachter
    21. November 2017

    Die Leute, die dort die fast 1000-fache Dosis des erlaubten Wertes abbekommen haben, finden das bestimmt nicht witzig und machen auch bestimmt keine Jokes über “Alienraumschiffe”, “Lagerfeuerentsorgung” o. ä. …
    Würden Sie auch so fantasievoll witzeln, wenn diese extrem hohen Werte hier in D bzw. bei Ihnen in der Nähe gemessen worden wären?

    Außerdem finde ich es immer wieder etwas befremdlich, dass bei Unfällen mit austretender radioaktiven Strahlung zuerst immer “dementiert” wird.
    Vielleicht würde es öfters beim “Dementieren” bleiben, wenn es keine oder weniger (feine) Messstationen gäbe.

  33. #34 Tobias Cronert
    21. November 2017

    Also ich würde tatsächlich auch so witzeln, wenn ich persönlich diese Dosis abbekommen würde.

    Die Freigrenze für Ru106 liegt bei 10Bq/cm^2. Das tausendfache wären dann ca. 10^4 Bq/cm^2, was dann sehr (sehr) grob 10mSv/cm entspricht. Das der Boden aber so eine Dosis hat, heißt noch nicht, dass auch ein Mensch diese Menge abbekommen würde.
    Gaaaaanz grob aus dem Bauch heraus würde ich schätzen, dass ein Mensch ein paar mSv mehr im Jahr durch die 1000fache Menge Ru106 abbekommen würde. Die Gesundheitsgefährdung würde ich ähnlich stark einschätzen, wie bei einem kleinen bis mittelmäßigen Chemieunfall mit dem wichtigen Unterschied, dass wir diese radioaktive Gesundheitsgefährdung aus mehreren tausend Kilometer Entfernung messen können im Gegensatz zu einer chemischen Gefährdung.

    Die “Lagerfeuerentsorgung” war von mir nicht als Witz gedacht, sondern bitterer Ernst. Die meisten Kontaminationsunfälle entstehen dadurch, dass belasteter Müll oder Schrott unsachgemäß entsorgt wird. Es gibt viele Fälle von Kobald auf der Mülldeponie oder eben Luftfiltern, die einfach weggeschmissen, woanders eingebaut oder eben verbrannt werden.

    Ich entschuldige mich für die Alienraumschiffe. Das war als Platzhalter für “kuriose Gründe der Kontamination” gedacht, wobei der Grund für den Ru106 Austritt natürlich schon recht interessant ist, trotz der Gefährdung.

    Bzgl. letzterer sei hier noch gesagt, dass die Grenzen in Deutschland sehr sehr konservativ verfasst sind, wie man an meinem kleinen Rechenbeispiel oben sieht. Tausendfach über dem Grenzwert heißt nicht viel, wenn der Grenzwert bei einer Banane (ca. 12Bq) liegt. Es heißt eben “nur” tausend Bananen pro Quadratzentimeter. JA, das ist viel, aber immer noch überschaubar.

    Bei Strahlung wird genauso dementiert, wie bei Asbest und anderen Giftstoffen auch. Nur dass man den Leute ihre Lügen bei Radioaktivität viel leichter nachweisen und sie damit konfrontieren kann.

  34. #35 Tobias Cronert
    22. November 2017

    PS: Ein Kolege von mir wurde auch zu dem Thema von RP-online befragt http://www.rp-online.de/leben/gesundheit/news/wahrscheinlich-ist-ein-unfall-in-der-atomanlage-passiert-aid-1.7217396

    Kommt zu einem ähnlichen Ergebnis, wie ich, macht aber noch weniger Spekulationen.

  35. #36 UMa
    4. Dezember 2017

    Sind neben dem Ru106 noch andere radioaktive Isotope in erhöhten Konzentrationen festgestellt worden? Falls ja, welche?

  36. #37 Tobias Cronert
    4. Dezember 2017

    Also so weit ich weiß sind keine weiteren Isotope frei geworden. Aber das ist mit der großen Einschränkung “soweit ich weiß”. Denn obwohl das Thema sehr interessant ist habe ich mich selber recht wenig drum kümmern können, da ich zur Zeit recht wenig von selbiger habe.

    Falls bei der ersten Messung von Ru106 auch noch andere Isotope dabei gewesen wären, dann hätte man es sicher detektiert und wahrscheinlich auch veröffentlicht. Wenn es im Nachinein noch mal eine Kontamination mit anderen Substanzen gegeben hätte, dann hätte man sie vielleicht auch detektiert, aber es wäre nicht mehr davon berichtet worden. Letzteres kann man nicht wirklich ausschließen.

  37. #38 Heart of the Atom
    6. Dezember 2017

    Im einem Buch wird die Formel T = (tau * S) / (f(E) * P)
    für die Halbwertszeit von radioaktiven Kernen angegeben.
    Somit hat die Zeitdilatation der speziellen Relativitätstheorie keinen Einfluss auf die Kernzerfalls-Zeit.

    Zeigt eine Kernzerfall-Uhr auf einem nuklear betriebenen Nazi-Raumschiff, welches Passagiere mit halber Lichtgeschwindigkeit zu Urlaubs-Planeten bringt, eine andere Zeit als Einsteins mechanische Taschenuhr an?

  38. #39 Tobias Cronert
    17. Dezember 2017

    Hab die Frage gerade erst gesehene sorry. Ist aber ein sehr toller Gedanke, den ich aus dem Stehgreif auch nicht beantworten kann. Ich muss da mal drüber nachmeditieren und melde mich, wenn ich eine Antwort habe.

  39. #40 Detlef
    Erde
    29. Dezember 2017

    Hallo Tobias
    Keine Ahnung ob das in Deinen Blog passt, aber ich versuche es mal. Es stellt sich mir die Frage nach dem Verhalten eine ‘geteilten’ Elektron in einer Verbindung. So ‘teilen’ sich ja ein Sauerstoff und ein Wasserstoffatom ein Elektron, wenn sich beide verbinden. Was sagt das ‘teilen’ nun über das Verhalten / Wahrscheinlichkeitsort des geteilten Elektrons aus ?
    Bleibt das Elektron trotzdem bei ‘seinem’ Atom, oder wechselt es auch zum verbundenen Atom und damit auf eine höhere Schale ?
    Detlef

  40. #41 Tobias Cronert
    30. Dezember 2017

    Hallo Detlef,

    ganz klassische Fragestellung in der Festkörperphysik, also meinem Heimatgebiet *g*.
    Also grundsätzlich ändert sich durch Bindungen die Aufenthaltswarscheinlichkeiten und die Elektronen sind “woanders”, als sie es bei einem nicht gebundenen Atom wären. Wo sie genau sind und was sie genau machen ist EXTREM davon abhängig um was für ein System es sich handelt. Von einfachen kovalenten Bindungen, bis hin zu frustrierten Spinsystemen, in denen die Elektronen sog. Spin-Dichte Wellen bilden, mit denen man Q-Bits herstellen kann ist da eigentlich alles dabei

    Dabei müssen die Elektronen nicht unbedingt bei “Ihrem” Atom bleiben. Denk da am ehesten an die delokalisierten Bindungselektronen beim Benzolring.

    Eine Standartübung, die jeder Physiker im Studium in der Quantenmeschanik machen muss ist das rel. simple Wasserstoffatom. http://hydrogen.physik.uni-wuppertal.de/hyperphysics/hyperphysics/hbase/molecule/hmol.html

    von da an wird es mitunter wesentlich komplizierter, macht dann aber auch echt coole Effekte, wie z.B. Supraleitung im delokalisierten “Elektronengas” in einem Festkörper.

    Das “wechseln in eine höhere Schale” ist grundsätzlich möglich, aber gerade Energieniveaus sind da auch noch mal stark von den entsprechenden Substanzen abhängig. Aber grundsätzlich kommt da ja die chemische Bindungsenergie her, dass Elektronen im gebundenen Zustand “woanders” sind, als im “alleinstehenden” Atom.

    Gruß
    Tobi

  41. #42 Detlef
    30. Dezember 2017

    Hallo Tobias
    Vielen Dank für die ausführliche Erklärung !
    Gruß
    Detlef

  42. #43 tomtoo
    27. Februar 2018

    @Tobias
    Wenn du mal Zeit und natürlich auch Lust hättest, könntest du etwas über den Spinn erzählen. Das ist vollkommen verwirrend. Mal wir etwas über Drehimpuls, mal als pure Eigenschaft erzählt. Also wie kommt der Spinn eines elektrisch neutralen Teilchen zustande ? Warum gibt es zwei Neutronen die sich im Magnetfeld(ist doch Spinn oder?) dennoch unterschiedlich verhalten ?

  43. #44 tomtoo
    27. Februar 2018

    @Heart of a Atom
    Klar hat die SRT Einfluss auf die Kernzerfallszeit. Tau ist ja abhängig von der Zeit und somit vom Betrachter. Anders ausgedrückt 1Gramm Radium das sich relativ zu dir Bewegt zerfällt langsamer als ein Gramm Radium das neben dir steht.(Relativ zu dir Ruht).Oder habe ich da etwas falsch verstanden ?

  44. #45 Tobias Cronert
    28. Februar 2018

    Also über den Spin kann man sicher seeehr viel schreiben und vor allem Richtung normalen QM haben das eine Menetge Leute schon wesentlich besser gemacht, als ich das in absehbarer Zeit selber machen könnte. Spin bei Neutronen und Polarisation steht bei mir aber hoch oben auf der 2do Liste… aber für einen richtigen Artikel halt und nicht in den Kommentaren.

    @SRT und Kernzerfall: Achtung Achtung. Kernzerfälle werden maßgeblich durch die QCD bestimmt, wenn man nicht “nur einfache Tunneleffekte” betrachtet und die ist noch nicht vernünftig mit der QED, geschweige denn ART verheiratet worden. Ich bin da erst mal echt vorsichtig und müsste da noch mal viel nachlesen, bevor ich was definitives sage.

  45. #46 UMa
    19. März 2018

    Hallo Tobias, ich habe eine weitere Frage:

    Heute beträgt der U-235 Anteil 0,72%. Früher war er wegen der kürzeren Halbwertszeit von U-235 gegenüber U-238 höher.
    Z.B. gab es vor etwa 1.7 Milliarden Jahren den
    https://en.wikipedia.org/wiki/Oklo_Fossil_Reactors
    bei 3.1% U-235. Noch früher war der Anteil noch höher z.B. 8% vor 3 Milliarden Jahren 16,6% vor 4 Milliarden Jahren und 24% zur Zeit der Entstehung der Erde.

    Müssten sich dann nicht noch früher noch leichter natürliche Reaktoren gebildet haben? Oder war Sauerstoff für die Wasserlöslichkeit erforderlich?

    Kann der hohe U-235 Anteil auch zu natürlichen nuklearen Explosionen geführt haben?

    Was ist mit der Mondentstehungshypothese (siehe Wikipedia) durch eine gigantische nukleare Explosion an der Mantelkern/grenze. Ist das prinzipiell denkbar und wie könnte man das prüfen?

    Was ist mit anderen Planeten, wie z.B. Mars. Wenn dort eher freier Sauerstoff als auf der Erde vorhanden war?!

    Oder extrasolare Planeten mit anderer U-235 Anfangskonzentration, oder frühem Sauerstoffüberschuss?
    Könnte es dort öfter natürlich nukleare Explosionen geben?

  46. #47 Tobias Cronert
    19. März 2018

    Also den Sauerstoff zur Wasserlöslichkeit braucht es ja “nur” um das U235 nahe zusammen zu bekommen. Wenn das durch andere Mechanismen gelöst werden kann, dann bekommt man auch ohne Sauerstoff einen Naturreaktor hin. Man braucht ja auch nicht präzise 3% U235, sondern wieviel man braucht hängt stark von der Geometrie ab und wenn es klassische Reflektormaterialien, wie Graphit oder Beryllium in dem Boden gibt, dann kann der benötigte U235 Teil wesentlich reduziert werden. Man braucht halt auch noch disen periodischen An/Aus Schalter, damit die thermische Leistung nicht zu viel aufgestauter Wärme führt.

    Daher wird das auch mit den Explosionen schwierig, Bei der Atombombe muss man ja viel Aufwand betreiben um das U235 mit Spengstoff so lange so nahe zusammen zu bekommen, dass es Zeit hat Kernspaltung zu machen und nicht durch die produzierte Wärme direkt wieder auseinander fliegt. Das wäre halt auch das Problem, bei der natürlichen Explosion. Wenn zu viel Wärme sich aufstaut und das Gestein ein paar hundert Grad heiß wird, dann passieren grundsätzlich zwei Sachen. 1.) verbreitern sich die Neutronen absorbtionsresonanzen im epithermischen Bereich, absorbieren damit mehr Neutronen und schalten damit die Reaktion wieder aus (dauert lange (sekunden)) 2.) bewegt sich durch die Erwärmung die ganze Zusammensetzung und vielleicht liegt das U235 dann nicht mehr nah genug beieinander und der Reaktor geht aus (bzw. Wasser verdampft, wenn das zur Moderation gebraucht wird).

    Dadurch wäre mMn eine “Explosion” eher so ein Geysierausbruch und weniger ein Vulkanausbruch. Also irgendwas, bei dem nicht so viel festes Material bewegt wird, weil das der Todesstoß für die sehr besondere Geometrie wäre, die es braucht um einen Naturreaktor am laufen zu halten.

    Eine Explosion, die nur einmal funktioniert, bräuchte ja auch einen An-Knopf. Also irgendwie müsste in kurzer Zeit viel Spaltbares Material, viel Moderator (Wasser) oder viel Refflektor (Graphit, Beryllium) an die richtige Stelle kommen, an der es gerade noch dieses bischen mehr Neutronen braucht um alles in die Luift fleigen zu lassen. Also theoretisch möglich, aber unwahrscheinlich. ein unterirdischer Fluss, bei dem plötzlich ein natürlicher Damm bricht und der dann Beryllium Uran Wasser in eine poröse U235Höle spült??? Wiso nicht?

  47. #48 UMa
    23. März 2018

    Hallo Tobias, danke.
    Ok, ich bin noch nicht so ganz überzeugt, dass es so schwierig ist.
    Es gibt z.b. diese Uranvorkommen mit ca 20% Uranoxid, ca 1,3 Milliarden Jahre alt.
    https://de.wikipedia.org/wiki/Cigar_Lake
    https://de.wikipedia.org/wiki/McArthur-River-Uranmine
    Es soll keine natürliche Kernspaltung aufgetreten sein, angeblich wegen Substanzen die die Neutronen absorbieren. Kannst du dazu etwas sagen?

    Wenn sich derart große und hohe Urankonzentrationen in einer Zeit gebildet hätten, in der der U-235 Anteil deutlich über der vor 1,3 Milliarden Jahren, oder der in Oklo gelegen hat, sagen wir vor 3,5 Milliarden Jahren, müsste das dann nicht zwangsläufig überkritisch werden?

    Außerdem ist mir nicht klar, warum sich die Geometrie durch Bewegung unbedingt verschlechtern muss, sie könnte sich, wenn nicht optimal, genau so gut verbessern.
    Oder ob das Wasser tatsächlich verdampft und entweicht wenn die Tiefe und damit der Druck nur hoch genug sind?!
    Denkbare Auslöser wären auch Erdbeben, die die Geometrie plötzlich ‘verbessern’ könnten, oder?

    Was ist bei sehr großen Vorkommen mit Druckwellen durch Asteroideneinschläge? Z.B. in dem hypothetischen Mondentstehungszenario?

    Wie könnte man solche Explosionen in der Frühzeit des Sonnensystems nachweisen?

    Oder kann man natürlich Kernexplosionen irgendwie ausschließen?

  48. #49 Tobias Cronert
    23. März 2018

    Also Substanzen, die freie Neutronen absorbieren gibt es in der Erde genug. Das häufigste wird wohl Wasserstoff in Form von Wasser sein. Das hat eine ca. 20fach so hohe WK Neutronen zu absorbieren, wie Si oder so andere Materialien, aus denen “Stein” besteht. Sprich ein wenig Wasser wird gebraucht um zu moderieren, aber bitte nicht zu viel, sonst werden die Neutronen absorbiert. Wenn jetzt zufällig sowas, wie Bor vorhanden ist, dann wäre das ein ziemliches Todesurteil für jegliche Kernspaltung.

    Natürlich kann eine Geometrie durch Bewegung auch verbessert werden, aber wenn die Bewegung durch den Thermischen Output der Kernspaltung ausgelöst wird, dann ist der geometrisch ungünstige Zustand ja stabil, während der geometrisch günstige (erzeugt Kernspaltung) Zustand so lange thermische Leistung produziert, bis der Zustand wieder ungünstig wird.

    Natürliche “Kernexplosionen” kann man nicht ausschließen, aber aus dem Bauch heraus würde ich sie schon eher als unwahrscheinlich einschätzen (ohne da jetzt wirklich tiefer in die Materie eingestiegen zu sein). Nachweisen könnte man die, wie heutige Atomwaffentests auch, an ihren Abbauprodukten. Allerdings wird da bei den meisten Annahmen die lange geologische Zeit in die Quere kommen. Je länger das Ereignis her gewesen sein soll, desto schlechter lassen sich die Abbauprodukte nachweisen bzw. von ähnlichen Prozessen, die auch noch da irgendwo ablaufen unterscheiden.

  49. #50 zimtspinne
    30. März 2018

    Da du ja die Tage vielleicht ein etwas größeres Zeitfenster hast, von mir nun auch mal eine Frage, Thema Skelettszintigraphie.

    Ich frage für eine Bekannte, die von ihren Ärzten keine wirklich gute Antwort auf die Frage bekam, ob, wie und wie lange sich Angehörige nach solcher Diagnostik räumlich/körperlich von den Angehörigen, insbesondere Schwangere oder kleine Kinder, kranke Kinder u.ä. fernhalten sollten.

    Immerhin ist die “Ausstrahlung” 😉 ja stark genug, um eine verwertbare Bildgebung zu erzeugen, da muss doch nachher noch reichlich nachgestrahlt werden, so meine Gedanken dazu…..
    Ich habe mir gerade mal die physikalische Halbwertszeit angeschaut, komme dort aber nicht wirklich weiter.

    Ich würde aber mal sagen, die schwangere Person sollte sich sicherheitshalber einen Tag lang fernhalten vom Patienten, was Hautkontakt angeht sowieso… und kleine Kinder, kranke Personen ebenso.

    Finde es echt nicht schön, dass Ärzte dort nur gelangweilt abwinken, nach dem Motto: vernachlässigbar im Angesicht der Diagnosenschwere. Als ob es den Gesundheitsschutz der Angehörigen nicht gäbe…

  50. #51 Tobias Cronert
    30. März 2018

    Tolle Frage:

    Kurze Antwort: TC99 hat eine Halbwertszeit von 6h und wenn ich hier meine Faustregel anwende, dann ist alles nach 10 Halbwertzeiten (also 60h nach Herstellung des Wirkstoffes (nicht Einsatz)) weg.

    Lange Antwort: Die Aktivität bei einer Skelettszintigrafie beträgt 600MBq. Das ist eine ziemliche Menge und auch nach 10 Halbwertzeiten nachweisbar. Mit den Konversionsfaktoren entspricht die Dosis, die der Patient abbekommt ca. 4,8mSv. Das ist wesentlich weniger, als die 600MBq vermuten lassen würden, aber sicherlich richtig, da eine ausgereifte medizinische Prozedur dahinter steht. Das heißt, dass Personen, die sich viel in der Nähe des Patienten aufhalten ein-zweistellige µSv Dosen abbekommen (im schlimmsten Fall). Das ist ungefähr so viel, wie bei einer Röntgenaufnahme oder so viel, wie ich bei einem meiner Experimente abbekommen. Also schon erhöht, aber noch OK.

    Die Strahlung ist am stärksten, wenn der Patient direkt aus der Behandlung kommt und wird dann immer besser. Also den Patienten nach Hause holen ins Bett stecken oder auf die Coach vor den Fernseher und am nächsten Tag ist das meiste schon vorbei.

    Ansonsten gilt, wie bei allem mit Strahlung, dass sie gefährlicher ist, je jünger die Ziele sind. Das heißt, wenn die Oma eine Skelettszintigraphie bekommen hat, sollte sie erst mal bis am nächsten Morgen nicht mit den Enkeln spielen. Schwangere genauso (jünger geht nicht).

    Bei älteren Personen ist es egal und das Immunsystem spielt auch keine Rolle. Für Leute mit angeschlagenem Immunsystem ist ionisierende Strahlung genauso schädlich, wie für Leute mit einem einem super Immunsystem. Kein Unterschied, es erhöht halt nur das Krebsrisiko, weswegen es bei älteren Leuten halt auch mit dem Alter immer “egaler” wird.

  51. #52 Tobias Cronert
    30. März 2018

    Ansonsten komme ich irgendwie immer wieder in die Situation “medizinische” Strahlenschutzberatung zu machen. Irgendwie sind die lieben Mediziner da recht faul oder wiederholen immer nur den Standartsatz ohne sich mit dem Thema wirklich auseinander zu setzen.

  52. #53 Tobias Cronert
    31. März 2018

    PS: Sorry ich habe wieder zu sehr als Physiker gedacht. Also angeblich ist die biologische Halbwertzeit und effektive Halbwertzeit 4h bzw. 2-3 h je nach Nierenaktivität (wird über den Urin ausgeschieden). Das ändert in meiner Antwort von oben aber nur die “kurze Antwort”, weil ich in der langen Antwort mit der Dosis gerechnet habe und bei der steckt die Halbwertszeit ja schon mit drin. Außerdem stimmt die ALARA, also “Worst Case” Betrachtuntg immer noch. 😉

  53. #54 zimtspinne
    31. März 2018

    Ich hatte die Info schon weitergeleitet und soll dir ein herzliches Dankeschön übergeben.

    Mit der Halbwertszeit hatte ich mich glaub ich auch vertan.
    Hatte es mal einfach so abgeleitet, unter biol. HWZ fällt der Zerfall innerhalb des Organismus (des Patienten) durch Stoffwechselvorgänge, und die andere bezieht sich dann “logischerweise” (ähem) auf das, was außerhalb zerfällt und das Umfeld mitbetrifft.

    Jetzt hab ich doch mal nachgeschaut und gesehen, dass man beide HWZ zusammen nimmt und als effektive HWZ bezeichnet.
    Dann kommt mein Denkfehler mit innerhalb und außerhalb… ich glaube, ich hab es aber jetzt verstanden.
    Das ist aber nicht dramatisch, wichtig war ja vor allem die ungefähre Zeitspanne, auf die Stunde kommt es nicht an.
    Die Zerfalls-/Abbau-Zeiten im Körper sind ja auch interessant für diejenige…. allerdings hängt das auch vom Alter, Ernährungsweise etc ab und kann für die einzlenen Organe unterschiedlich sein.

    Die Docs sind vermutlich genervt, das alles immer wieder zu erklären und dann sehr wahrscheinlich noch mit extra Fragen “belästigt” zu werden (geht ja immerhin um Strahlung) und versuchen dem zu entgehen, indem sie das Thema kurz halten oder gleich ganz mit einem Satz abwürgen.
    Ein ausfürhliches Infoblatt vorab fände ich nicht schlecht, das die Patienten sich dann in Ruhe zu Hause durchlesen können, was eh besser ist als es unter Stressreaktion nur zu hören.
    Meine Mom hatte bei einer Schilddrüsen-Szini mal so ein Blättchen erhalten, was sie ganz gut fand.

    Hast du dir das Wissen bezügl. medizinische Be/-strahlung selbst angeeignet oder war das auch Teil deines Studiums? Interessiert mich jetzt nur mal so am Rande… 😉

  54. #55 zimtspinne
    31. März 2018

    edit/Szinti

    ach so, da fällt mir auch gerade noch auf, von Abbau (im Organismus) spricht man bei radioaktiven Stoffen ja gar nicht, bzw die werden nicht abgebaut, sondern lagern sich im Gewebe ein oder zerfallen.

    Wenn ich einlagern höre, frage ich mich ja nun schon wieder, verbleiben da eigentlich längerfristig irgendwelche Überreste in (manchen?) Organen/Geweben?
    Betrifft jetzt auch eine PET/CT etc.

  55. #56 Tobias Cronert
    31. März 2018

    Immer gerne. Es freut mich immer, wenn mein komiges Hobby zu was gut ist.

    Halbwertszeiten von Isotopen kann man extrem genau vorhersagen. Biologische Halbwertzeiten sind aus Sicht eines Physikers nur marginal zuverlässiger, als das nächstbeste Horrorskop … aber das das gilt für die meisten medizinischen Sachen. Hat wahrscheinlich mit den “menschlichen Faktoren” zu tun, die wir Physiker soweit wie möglich zu vermeiden versuchen. *g*

    Ich bin Rettungssanitäter und hatte daher Medizin als nichtphysikalisches Nebenfach gewählt (statt Mathe, Chemie oder so). Der Rest ist einfach nur Interesse.

    Radioaktive Isotope verhalten sich chemisch genauso, wie ihre nichtradioaktiven Kumpel. Das kommt daher sehr stark darauf an über welches Element wir sprechen. Exemplarisch für ungewollte Aufnahme ist immer die Iod 131 Geschichte mit den entsprechenden Iodtabletten. Aber schon für Tritium gilt z.B. das es genauso, wie normaler Wasserstoff schnell in den Körper rein und ebenso schnell wieder heraus kommt. Strontium und Cäsium lagern sich dagegen gerne langfristig in Knochen an.

    Bei nucularmedizinischen Verfahren versucht man natürlich die biologische Positionierung so zu wählen, dass es für den Patienten positiv ist. In den meisten Fällen bedeutet es, dass die Strahlung so schnell wie möglich aus dem Körper heraus soll, aber manchmal bedeutet es eben auch (z.B. wenn man mit der Strahlung einen Tumor zerstören will), dass die Strahlung lange an einer Stelle einwirken soll und darauf wird die Behandlung dann ausgelegt.

    Beim PET ist die Strahlung schnell weg und CT Kontrastmittel funktioniert anders, weil das eine Röntgentechnik ist. Außerdem wandeln sich durch den radioaktiven Zerfall die Isotope ja auch meist noch in eine anderes Element um und man muss aufpassen, dass sich das schädliche radioaktive Isotop nicht z.B. durch den Zerfall in das nicht radioaktive Arsen umwandelt. 😉

  56. #57 Trifon
    1. April 2018

    Hallo Tobias,

    deine Beschreibungen der Tests zu Geigerzähler sind hilfreich, besten Dank.
    Hast du auch weitere, qualitativ bessere Geräte getestet, oder ev. vor diese zu testen?
    Ich denke da an GQ gmc-600, bzw. GQ gmc-600 Plus.

    Oder hast du ev. eine Empfehlung?
    Ich arbeite als Ingenieur für Arbeitssicherheit und brauche einen halbwegs vernünftigen Detektor. Er muss nicht kalibriert, oder kalibrierbar sein, aber so detektieren, dass wenn ich eine offizielle Messung von behördlicher Seite anordne, ich mich anschliessend nicht blamieren muss.

    Vorab vielen Dank für deine Rückmeldung

    Gruss Trifon

  57. #58 Tobias Cronert
    1. April 2018

    Hallo Trifon,

    sorry, aber genau diese Preisspanne ist mein blinder Fleck. Ich habe halt einfach privat kein Geld um mir zum Spaß eins, geschweige denn mehrere von den “400€” Geräten zum Testen zu kaufen. Daher gibt es hier leider nur Testberichte von den billigen Geräten. Alternativ könnte ich auch mal einen Testbericht von den “Profi”-Sachen von der Arbeit machen, aber das ist 1. problematisch wg. Bildrechten etc. und 2. wahrscheinlich uninteressant, weil die Leute mit dem Budget für solche Geräte sowieso wissen, was sie kaufen.

    Ich habe auch schon öfter mal mittelpreisige Geräte, wie den Gamma Scout in der Hand gehabt und auch bei Firmen und ähnlichen Einrichtungen gesehen. Ich denke blamieren wirst du dich damit nicht. Irgendwas halbwegs vernünftigen messen die alle, ich bin für den Privatgebraucht jetzt halt nur nicht von dem Preis/Leistungsverhältnis überzeugt … und habe auch keine ausführlichen Tests gemacht. Tip: Bei der Meldung an die Behörden immer den Detektor und die Countrate mit angeben, nicht nur die Dosis. Besser wäre dann nur noch die Messung beschreiben und ein Handybild mitschicken. Die werden dann schon die richtigen Schlüsse draus ziehen.

    Wenn du dir Arbeit machen möchtest, kannst du unter den Detektoren Artikeln mal die Kommentare durchforsten. Da sind recht viele Strahlungsmesser Enthusiasten, die privat auch recht gute Detektoren verwenden und mitunter auch gute Empfehlungen aussprechen. Ggf. sind die auch mit E-Mail Adresse angemeldet und gerne bereit dir eine persönliche Stellungnahme zu Detektor XY zu geben. Gerade was Geigerzählen angeht, gibt es da eine kompetente Bastlerszene.

    liebe Grüße
    Tobi