114 (chemische) Elemente

@Fedaykin
@Peter0167

Fedaykin schrieb:E= MC²

Bitte kleines m und c verwenden, denn das ist eine Formel. ;-)

Fedaykin schrieb:Soweit ich das verstehe wäre ja Gemäß E= m c² die Energie nötig die Uran beim Zerfall zu Blei freigesetzt hätte.

Aber da wird wohl ein Denkfehler drin sein.

Ich müßte jetzt wirklich nachschauen, aber nehmen wir einfach nur mal an, ein Würfel Uran von einem Gramm, braucht 1Mio. Jahre, bis auch das letzte Uranatom zu ein Bleiatom zerfallen ist (tatsächlich zerfällt es aber nicht direkt von Uran zu Blei, sondern in "Zwischenstufen" (u.a. auch Eisen)).

Jetzt müßtest Du zunächst einmal ausrechnen, wieviel ein Uranatom an Energie freisetzt, von einer Zwischenstufen zur nächsten, bis zum Bleiatom. Dann rechnest Du aus, wieviel Uranatome in einem Gramm sind und multiplizierst sie mit der Energiemenge eines (von Uran zu Blei) Atoms. Und schon hast Du die Energiemenge, die Du brauchst, um aus Blei wieder Uran zu machen.

Also das wäre so als Laie mein Grundansatz, um herauszubekommen, welche Energiemenge nötig sein müßte

Micha007 schrieb:sondern in "Zwischenstufen" (u.a. auch Eisen)

Bis zum Eisen geht es nicht, da beim stabilen Blei Schluss ist.

http://www.chemie-master.de/FrameHandler.php?loc=http://www.chemie-master.de/pse/pse.php?modul=tab21

Micha007 schrieb:Und schon hast Du die Energiemenge, die Du brauchst, um aus Blei wieder Uran zu machen.

Das kann ich mir beim besten Willen nicht vorstellen, denn sonst wäre es ja überhaupt kein Problem, schwere Elemente jenseits vom Eisen zu erbrüten. Nicht umsonst sind für die Nukleosynthese schwerer Kerne extreme Ereignisse wie die Kollision von Neutronensternen oder Supernova-Explosionen nötig. Und das wird wohl noch lange Zeit jenseits unserer Möglichkeiten liegen. Bei den von Fedaykin erwähnten Transuranen ist es wohl ein wenig anders, da genügen bereits thermische Neutronen (also mit geringer Energie), um Kernreaktionen auszulösen, aber aus Blei macht so schnell keiner Uran :D. ... m.M.n.

@Peter0167

Peter0167 schrieb:Bis zum Eisen geht es nicht, da beim stabilen Blei Schluss ist.

Ok, wie gesagt, hatte keine Lust zum googeln.


Mir ist schon klar, das so schwere Atome wie Gold oder eben Uran nur durch Supernovae entstehen. Aber theoretisch - also rein rechnerrisch - würde man so (wie ich es oben beschrieb) eben auf die aufzuwendende Energie kommen.

Hier ist mal ein netter Beitrag, insbesondere der Absatz "Transmutation" ...

http://www.science-skeptical.de/energieerzeugung/der-stein-der-weisen/008408/

So, und nu ist erst mal Feiaamd :D, bis später ...

Micha007 schrieb:Aber theoretisch - also rein rechnerrisch - würde man so (wie ich es oben beschrieb) eben auf die aufzuwendende Energie kommen.

Nee, so einfach ist das nicht, oder wie mein Lieblingsbackwarendealer immer sagt: "Ein Brötchen ist mehr als die Summe seiner Krümel." :D

Da laufen verschiedene Kernreaktionen hintereinander ab, deren Resultate jeweils höchst unterschiedlich ausfallen. Da gibt es den Alpha-Zerfall, die beiden Beta-Zerfälle, die Energie kann in Form von Gamma-Strahlung, Neutrinoemissionen oder aber als kinetische Energie der Spaltprodukte abgegeben werden. Das lässt sich nicht einfach aufrechnen, bzw. lässt es sich schon, aber das Ergebnis bringt dir nicht das, was du dir davon erhoffst, weil gewisse Prozesse sich nicht einfach so umkehren lassen.

Wenn du ein Foto verbrennst, wird Energie in Form von Wärme frei. Führst du hinterher die gleiche Energiemenge der Asche zu, bekommst du das Bild ja auch nicht wieder zurück.

@Peter0167

Peter0167 schrieb:Da gibt es den Alpha-Zerfall, die beiden Beta-Zerfälle, die Energie kann in Form von Gamma-Strahlung, Neutrinoemissionen oder aber als kinetische Energie der Spaltprodukte abgegeben werden. Das lässt sich nicht einfach aufrechnen, bzw. lässt es sich schon, aber das Ergebnis bringt dir nicht das, was du dir davon erhoffst,

Stimmt ja, an die habe ich gar nicht mehr gedacht.
Und JA, ich gestehe mir ein, daß es selbst theoretisch nicht möglich ist, aus Blei wieder Uran zu extrahieren.

Und Dein Foto-Beispiel gibt dem Ganzen dann auch noch den Todesstoß. :-(

:-(

Kein Grund sich zu grämen, wir sind doch (hoffentlich) alle hier, um was zu lernen, die korrekte Antwort wäre also folgende gewesen ...

:) oder :-) oder :D oder übertrieben ausgedrückt :-)))

Und ganz nebenbei kann auch alles was ich schrieb vollkommener Quatsch sein, wäre nicht das erste mal :-(((

...nun ja...Blei zerfällt ja dann theoretisch auch noch weiter.
Das ist jedoch nur eine Vermutung und noch nicht bewiesen.

knopper schrieb:...nun ja...Blei zerfällt ja dann theoretisch auch noch weiter.

Und nach welcher Theorie wäre das der Fall?

Mag ja sein, dass am Ende der Zeit einmal alles zerfällt, aber beobachtet wurde das bisher wohl nicht. Blei ist geradezu der Inbegriff von Stabilität ... zumindest bei den schweren Kernen

Die Isotope 206Pb, 207Pb und 208Pb sind die schwersten stabilen Atome, Blei ist das schwerste stabile Element. Alle Bleiisotope haben die magische Protonenzahl 82, die diese Stabilität bewirkt. Bei 208Pb liegt sogar ein so genannter doppelt magischer Kern vor, weil er zusätzlich die magische Neutronenzahl 126 aufweist.

Da die Bleiisotope -206, -207 und -208 die Endprodukte der drei natürlichen Zerfallsreihen radioaktiver Elemente sind, ist relativ viel Blei entstanden; es kommt deshalb in der Erdkruste im Vergleich zu anderen schweren Elementen (Quecksilber, Gold u. a.) häufig vor.

Wikipedia: Blei


Und um mal eine "echte" Theorie zu bemühen, nämlich das sogenannte Schalenmodell, diese geht nämlich davon aus, dass bei vollständig gefüllten, bzw. leeren Protonen- oder Neutronenschalen eine besonders stabile Konfiguration vorliegt ....

Wikipedia: Schalenmodell (Kernphysik)

... und ja, das erscheint selbst Physikern ein wenig "magisch" .... :D :D :D

Wikipedia: Magische Zahl (Physik)

@Peter0167


na das hier Wikipedia: Protonenzerfall

...wenn die Protonen zerfallen ist natürlich das ganze Atom auch nicht mehr stabil, und zerfällt somit auch.

Aber wie gesagt bisher noch nicht nachgewiesen.

@knopper

In dieser Hypothese geht es um den möglichen Zerfall freier Protonen, der jedoch nach wie vor nicht beobachtet wurde. Die Protonen im Bleikern sind aber nicht frei, sondern gebunden, und nach dem derzeit gültigem Standardmodell auch keineswegs instabil, weder hypothetisch, noch theoretisch. Blei ist halt "magisch", da kannste nix machen :D

Danke für die Antworten.

ist also bedeutend schwerer, als zb Antimaterie zu erzeugen..

knopper schrieb:...wenn die Protonen zerfallen

Wobei "zerfallen" in der Atomphysik nicht im Sinn von kaputtgehen gemeint ist, sondern umwandeln in ein anderes Teilchen.

Bsp.: Beta-plus-Zerfall.
Es entsteht ein neues stabiles Atom.

@Beekeeper

hm ja ok ....wobei man einen evt. Protonenzerfall hier sicherlich abgrenzen müsste.
Die daraus resultierende Strahlung ist sicherlich ne ganz andere.

Allein schon die Zeiträume von denen da die Rede ist sind jenseits von Gut und Böse...

Hmm, zum Thema Blei bebrüten habe ich jetzt nichts gefunden (hat wohl noch niemanden so sehr interessiert), aber grundsätzlich schwerere Elemente aus leichteren herstellen (was jenseits der Eisengrenze sonst nur bei passenden Sternenexplosionen funktioniert) ist eigentlich tägliches Geschäft. So hat man ja die ganzen Transurane erst entdeckt und man wollte das sogar mal zur Energieerzeugung nutzen (Schneller Brüter). Auch Gold und andere Edelmetalle lassen sich so herstellen (http://www.chemie.de/lexikon/Edelmetallsynthese.html), die Ausbeute ist aber ... nun ziemlich bescheiden.

Das wäre die wichtige Frage, ob man Elemente über die Eisengrenze hinaus "Brüten könnte"

@Fedaykin
Äh, ja. Was denkst du wie z.B. Plutonium entsteht? Das wird nicht mit Teilchenbeschleunigern hergestellt, sondern erbrütet. Ebenso kann man Gold erbrüten, siehe meinen Link. Als Startelemente sind natürlich Eisen (oder Blei) denkbar ungeeignet, siehe den von @Peter0167 verlinkten Artikel zur magischen Zahl. Kennzeichen hier: Der für einen anschließenden Beta-Zerfall und damit ein "Hochwandern" erforderliche Neutroneneinfang ist schwer zu realisieren: "Der Wirkungsquerschnitt des Kerns für Neutroneneinfang und die beim Neutroneneinfang freigesetzte Energie sind besonders klein."

<Edit>: Ups, vertan. Eisen ist ja gar nicht magisch (Ordnungszahl 26), die nächste magische Zahl ware 28 (Nickel). Sorry!

@Rolly22

ja ich weiß das man von Uran nach Oben kommen kann.


Es geht mir im Grunde aber darum Wesentlich Häufiger Vorkommende Elemente zu Transformieren in Elemente wie Uran oder Thorium

Die ja im Grund als Elemente wunderbare Energieträger darstellen. Gebe zu ist ein Scifi Gedanke, ob wenn man quasi unbegrenzt Energie von der Sonne abschöpfen kann (Dyson Harrop und co ) sich alle notwendigen Isotope aus einem Teilchenbeschleuniger erschaffen könnte.

@Fedaykin
Wie gesagt, das Erbrüten funktioniert z.B. auch von Quecksilber nach Gold. Der Energieeinsatz ist aber immens.

hmm...zur Richtigstellung muss man aber noch dazu sagen, das mit den Elementen die in Sternen erbrütet werden keinesfalls die kompletten Atome sind, sondern immer nur die Kerne!


Wikipedia: Nukleosynthese

demnach ist der Wasserstoff, in unserem Trinkwasser bspw. schon so alt wie das Universum, also kurz nach dem Urknall entstanden.

Nun wie man sieht hat er sich bis jetzt ganz gut gehalten...obwohl schon zig-fach wiederverwendet.

-> Wikipedia: Primordiale Nukleosynthese