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Alt 02.03.2018, 17:36   #1   Druckbare Version zeigen
Seaborg Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 127
Strahlenbelastung durch Mineralstufen

Hallo Physiker,

hier eine, wie ich denke, auch für Physiker schwierige Frage:
Viele Mineralsammler haben auch radioaktive Minerale, wie Torbernit oder Pechblende. Abgesehen von der Strahlenbelastung durch das Uran (Thorium) im Mineral gibt es natürlich noch die durch das gebildete Radon.
Beide sind sicherlich gering, dennoch wäre es interessant zu wissen, wie man größenordnungsmäßig die Belastung durch Radon einschätzen könnte.

Mein Ansatz:
Ein Pechblende-Stückchen von 100 mg.
Dieses dürfte 15 ng Radium enthalten.
1 g Radium setzt in einem Monat etwa 0,64 ml Radon frei; das heißt:
15 ng Radium (also 100 mg Pechblende) setzen 10 pl (Pikoliter) Radon/Monat frei.
Dann habe ich noch die unsichere Information: 1x10^-5 mSv/Bqxhxm^3.

Kann mir jemand sagen, welche Aktivität 10 Pikoliter (oder überhaupt unverdünntes) Radon haben?

Gruß
Reinhard
Seaborg ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.03.2018, 18:30   #2   Druckbare Version zeigen
wobue Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.673
AW: Strahlenbelastung durch Mineralstufen

Hallo,

mit deinen Daten weitergerechent:
mit dem Molvolumen von 22,4 l/mol geben die 10 pl 0,4 pmol
mit der Avogadrokonstante umgerechnet sind das rund 3*10^11 Radonatome.
die Aktivität ergibt sich daraus durch Multiplikation mit der Zerfallskonstante (für Rn-222: 2,1*10^-6 s^-1)
die Aktivität ist damit: 0,6 MBq

Wie das jetzt zu bewerten ist kann ich dir nicht sagen.
Was ich aber im Netz gefunden habe ist das hier.
__________________
Wolfgang
wobue ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 02.03.2018, 18:40   #3   Druckbare Version zeigen
imalipusram  
Mitglied
Beiträge: 6.163
AW: Strahlenbelastung durch Mineralstufen

Zitat:
Zitat von wobue Beitrag anzeigen
die Aktivität ist damit: 0,6 MBq
Das ist mE schon ordentlich, es kommt aber auch auf die Art und Energie der Strahlung an. Wenn das Präparat richtig abgschirmt ist, sollte nix passieren
__________________
I solemnly swear that I'm up to no good!
伍佰 (WuBai - Run run run!) (ein Musikvideo mit dem Bambushaus und dem imalipusram unter den Statisten)
Noch ein nettes Video (nerdy, ein LIHA-Robot)
Und so gehts hier manchmal zu (sowas Ähnliches wie Fronleichnam, hier wird TuDiGong, dem Erdgott, tüchtig eingeheizt!) Oder so (auch ungeeignet für Gefahrstoffphobiker) und so und so.
imalipusram ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.03.2018, 18:42   #4   Druckbare Version zeigen
Seaborg Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 127
AW: Strahlenbelastung durch Mineralstufen

Hallo,

Vielen Dank.
Das bringt mich auf jeden Fall wieder einen Schritt weiter.
Seaborg ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.03.2018, 20:00   #5   Druckbare Version zeigen
Fulvenus Männlich
Mitglied
Beiträge: 20.471
AW: Strahlenbelastung durch Mineralstufen

Unda dann gibt es immer noch die Radontherapie:https://de.wikipedia.org/wiki/Radonbalneologie .

Fulvenus!
Fulvenus ist gerade online   Mit Zitat antworten
Alt 02.03.2018, 20:27   #6   Druckbare Version zeigen
cg Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.032
AW: Strahlenbelastung durch Mineralstufen

Hi Seaborg,

ja, das ist schon eine Belastung.
Abschirmen kannst Du die Strahlung.
Das Radon diffundiert aber durch die Ritzen.
Abhilfe: Geschlossenes Glasgefäß und etwas Aktivkohle dazu.

Radontherapie für Kranke - unbelastete Luft für Gesunde.

Freundliche Grüße
cg
cg ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.03.2018, 23:17   #7   Druckbare Version zeigen
Seaborg Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 127
AW: Strahlenbelastung durch Mineralstufen

Da muss ich noch mal weiterrechnen.
Die Belastung muss aber sehr gering sein, weil die Mineralmenge mit 100mg
sehr klein ist und damit sowohl der Radiumanteil wie auch das freisetzbare Radon vernachlässigbar gering sein muss.
Alles andere kann nicht der Realität entsprechen.

Gruß
Seaborg
Seaborg ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.03.2018, 11:14   #8   Druckbare Version zeigen
wobue Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.673
AW: Strahlenbelastung durch Mineralstufen

Hallo,
Zitat:
Zitat von Seaborg Beitrag anzeigen
...
1 g Radium setzt in einem Monat etwa 0,64 ml Radon frei; das heißt:
15 ng Radium (also 100 mg Pechblende) setzen 10 pl (Pikoliter) Radon/Monat frei.
...
als Freisetzungsrate sind es dann 20 kBq/Tag
ergäbe in einem Raum mit 25 m² Fläche, einer Raumhöhe von 2 m homogene Verteilung des Radons angenommen und ohne Luftaustausch eine Aktivitätskonzentration von 400 Bq/m³
__________________
Wolfgang
wobue ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.03.2018, 14:29   #9   Druckbare Version zeigen
Seaborg Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 127
AW: Strahlenbelastung durch Mineralstufen

Hallo Wolfgang,

Dein Wert erscheint mir sehr hoch!
Der würde ja den dauerhaften Aufenthalt im Raum unmöglich machen.
Das ist aber bei so einem kleinen Mineralstück nicht wirklich vorstellbar.

Mein neuer Ansatz:
Ausgang: eine Mineralstufe (sagen wir Pechblende) von 100 mg.
1 to Pechblende enthält 150 mg Radium
100 mg Pechbl. also 15 ng Radium
1 g Radium entwickelt 640 µl Radongas/Monat
15 ng Ra also 10 pl Rn/mon. =3,86 *10^-6 pl/s (?)
3,86 *10^-6 pl Radon entsprechen 3,9 *10^-8 ng. (1 Mol entspr. 22,4 L)
222g Rn enthalten 6,02 *10^23 Kerne
3,9 *10^-8 ng enthalten also 1,04 *10^5 Kerne
Zerfallskonstante: ln2/T0,5 =2,11*10^-6 s^-1
Aktivität: 1,04 *10^5 x 2,11 *10^-6 = 0,22/s (Bequerel ?)


über das Volumen eines Raumes ( 20m^3) gerechnet also ungef. 0,011Bq/m^3
aus einer durchschnittlichen natürlichen Radon-Belastung von 40 Bq/m^3 würden also bei dauerhafter Aufbewahrung
einer Mineralstufe von 100 mg UO2 eine minimale Erhöhung auf 40,011 Bq/m^3 entstehen.
Seaborg ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.03.2018, 23:47   #10   Druckbare Version zeigen
wobue Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.673
AW: Strahlenbelastung durch Mineralstufen

Hallo,
Zitat:
Zitat von Seaborg Beitrag anzeigen
...
Aktivität: 1,04 *10^5 x 2,11 *10^-6 = 0,22/s (Bequerel ?)
...
Nee, das ist nicht die Aktivität in Bq sondern die Bildungsrate in [Bq/s] und wenn du das auf einen Tag hochrechnest, ergibt das die von mir angegebenen Zahl.
__________________
Wolfgang
wobue ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 04.03.2018, 01:45   #11   Druckbare Version zeigen
wobue Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.673
AW: Strahlenbelastung durch Mineralstufen

Hallo,
noch ein Nachtrag:
Zitat:
Zitat von Seaborg Beitrag anzeigen
...
1 g Radium entwickelt 640 µl Radongas/Monat
15 ng Ra also 10 pl Rn/mon. =3,86 *10^-6 pl/s (?)
...
Also die Umrechnung stimmt.
Aber:
Zitat aus Hollemann-Wiberg
"Die mit 1 g Radium im Gleichgewicht befindliche Radonmenge (~0,6 mm³) ..."

Für deine Daten mit der Aktivität von Radium gerechnet:
1 g Radium hat eine Aktivität von 1 Ci = 3,7*10^10 Bq
15 ng haben dann eine Aktivität von 555 Bq
Im radioaktiven Gleichgewicht ist die Aktivität des Radons die selbe.
mit N=A/{\lambda} ergibt sich daraus:
555Bq/2,1*10^-6 s^-1 = 2,6*10^8 Rn Atome entsprechend 4,4*10^-16 mol was einem Gasvolumen von 10*10^-15 l = 10*10^-3 pl entspricht.
Das ist dann die gesamte Gasmenge die du hast, wenn du ein Präparat, das 15 ng Ra enthält, in einem gasdicht verschlossenen Behälter lagerst.
__________________
Wolfgang
wobue ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 04.03.2018, 12:28   #12   Druckbare Version zeigen
Seaborg Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 127
AW: Strahlenbelastung durch Mineralstufen

Hallo Wolfgang,

danke für Deine weiteren Berechnungen.
Das stimmt mit dem überein, was in einem anderen Forum errechnet wurde.
http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=30927.0

Reinhard
Seaborg ist offline   Mit Zitat antworten
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