Wieso gibt es noch Uran auf der Erde, obwohl die Erde so alt ist. Müsste nicht jegliches radioaktives Material zerfallen sein?

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7 Antworten

Hallo ChrisiiY,

Wie Du ganz richtig vermutest, baut sich Uran allmählich ab. ABER Du unterschätzt die Halbwertszeiten einiger Uranisotope. ;-)

https://de.wikipedia.org/wiki/Uran#Isotope

Das häufigste Isotop in natürlichen Uranvorkommen ist tatsächlich Uran_238, das eine Halbwertszeit von 4,468 Milliarden(!) Jahre hat. Bedenkst Du das Erdalter von 4,57 Milliarden Jahren konnte seitdem also nur die gute Hälfte dieses Isotops zerfallen.

Auch Uran_235 hat eine Halbwertszeit von immerhin noch über 700 Millionen Jahren.

Tatsächlich kommen nur die 4 langlebigsten Uranisotope natürlich vor; einige bilden sich aber auch im Rahmen der Zerfallsreihen anderer Elemente.

Es sind gerade die Isotopenverhältnisse verschiedener Zerfallsreihen, über die man sehr genaue Datierungen alter Gesteine vornehmen kann.

Grüße

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Kommentar von uteausmuenchen
05.07.2016, 01:57

P.S.: Mit dem Urknall hat das Ganze aber nichts zu tun. Die Erde entstand ers rund 9 Milliarden Jahre nach dem Urknall. Die schweren Elemente  wie Uran stammen auch nicht vom Urknall, sondern sind erst im Laufe dieser 9 Milliarden Jahre in Supernovae entstanden.

Grüße

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Kommentar von gerolsteiner06
05.07.2016, 02:00

Danke Ute, ich fand die Frage auch interessant und hatte auch schon drüber gegrübelt.

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Tut mir leid, ich habe die Frage wohl falsch verstanden. 

Uran entsteht durch Kernfusionen, sprich bei der Geburt eines Planeten werden viele Elemente die eine Sonne zum Zeitpunkt ihres Sterben produziert hat, unter anderem auch Uran und das Eisen, was wir hier auf der Erde haben (ja, Eisen kommt auch aus dem Weltall), aufgenommen. Desweiteren auch durch Asteroiden Einschläge. Das nebenbei.

Uran kommt nicht gediegen in der Natur vor, sondern stets in sauerstoffhaltigen Mineralen. 

Die beiden entscheidenden Faktoren für die Verteilung des radioaktiven Elements Uran auf der Erde sind zum einen der lithophile(https://de.wikipedia.org/wiki/Goldschmidt-Klassifikation) Charakter des Elements sowie seine unterschiedliche Mobilität in wässrigen Lösungen unter oxidierenden und reduzierenden Bedingungen.

Vor rund zwei Milliarden Jahren war die Zusammensetzung des Urans auf der Erde noch anders: Der Anteil des leicht spaltbaren Urans-235 war höher als heute. Das ermöglichte, dass sich stellenweise in reichem Uranerz selbsterhaltende Kettenreaktionen bilden konnten. So entstanden in der Region von Oklo in Gabun in Zentralafrika mehr als ein Dutzend natürlicher Kernreaktoren, die während Jahrtausenden Energie abgaben. Diese Naturreaktoren funktionierten nach dem gleichen Prinzip wie die heutigen Reaktoren. Diese sind auch heute noch Aktiv.


Ich hoffe das beantwortet deine Frage besser.


Gruß



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Kommentar von Roderic
05.07.2016, 20:21

Uran entsteht NICHT durch Kernfusion, sondern durch...

...Neutroneneinfang (r-Prozess) in der Stoßwellenfront einer Supernova.

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Die Halbwertzeui von Uran-238 beträgt 4.47 Milliarden Jahre und die von Uran-235 704 Millionen Jahre. Die Erde ist etwa 4.54 Milliarden Jahre alt. Da ist also gradmal etwas mehr, als die Hälfte "weg".

Radioaktiver Zerfall ist auch der Grund, weshalb das Innere der Erde flüssig und heiß ist. Es scheint also noch recht viel Uran vorhanden zu sein. ;-)

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Kommentar von NoHumanBeing
05.07.2016, 02:15

Halbwertzeui

Halbwertzeit* ;-)

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Es kann nie alles zerfallen weil es immer nur um die hälfte zerfällt .. bis sich die letzten Atome umgewandelt haben

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Das natürlich am häufiigesten vorkommene uran isotop hat ne halbwertzeit von ca. 4.4miliarden jahre. Sprich zu entstehung der erde war ca. doppel soviel vorhanden wie es heute der fall ist.

Andere selterenre isotope haben  eine hwz von hunderten millionen von jahren.

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Kommentar von gerolsteiner06
05.07.2016, 01:58

Danke!

Das war dann wenigstens schon mal ne Antwort, die etwas Licht erzeugt.

Diese lange Halbwertszeit kannte ich nicht. Du spricht von U 238 ?

Das ist dann wohl die Ausgangsform aus der die anderen schneller reagierenden Isotope entstehen ?

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Das Problem ist, dass immer wieder neuer Radioaktiver Müll ensteht. Deswegen wird dieser in verschiedenen Bergwerken  oder Plätzen  gelagert, bis die Radioaktivität dem Normalwert entspricht. 



Nach Angaben der World Nuclear Association entstehen Jahr für Jahr 12.000 Tonnen hochradioaktive Abfälle. Bis Ende 2010 sind weltweit etwa 300.000 Tonnen hochradioaktiven Abfalls angefallen, davon etwa 70.000 in den USA. In den deutschen Atomkraftwerken werden jährlich rund 450 Tonnen hochradioaktive abgebrannte Brennelemente erzeugt.

In Russland lagerten 2008 mehr als 700.000 Tonnen radioaktiven Mülls unterschiedlicher Strahlung, davon 140.000 Tonnen aus europäischen Meilern. An der Hanford Site in den USA müssen etwa 200.000 Kubikmeter radioaktiven Materials entsorgt werden.



Für die Entsorgung für schwach- und mittelradioaktive Abfälle wird in Deutschland das Bergwerk Schacht Konrad umgebaut. Diese Abfälle stellen 90 % des Gesamtvolumens dar, jedoch nur 1 % der Radioaktivität.

Obwohl seit Jahrzehnten technische Verfahren zur Konditionierung und Endlagerung erprobt werden, ist die Entsorgung für hochradioaktive Abfälle ungelöst. Insbesondere mittel- und hochradioaktive Abfälle stellen große Herausforderungen an die Entsorgung. Aufgrund der langen Halbwertszeiten vieler radioaktiver Substanzen fordert die deutsche Gesetzgebung eine sichere Lagerung über 1 Million Jahre. Die Halbwertzeit von Plutonium-239 beträgt 24.000 Jahre.





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Kommentar von ChrisiiY
05.07.2016, 01:42

Aber trotzdem dürfte doch eigentlich kein natürliches radioaktives Material vorkommen wenn die erde mehrere Milliarden Jahre alt ist oder ?

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Kommentar von gerolsteiner06
05.07.2016, 01:47

das ist ja alles sehr interessant, aber es beantwortet nicht die Frage von ChrisliY; Es wird nicht gefragt nach der Lagerung und Behandlung von radioaktiven Abfällen.

Ich versuche die Farge noch mal deutlicher zu machen:

Die Erde ist ca. 4,5 Mrd Jahre alt.

Die  verschiedenen Uran-Isotope haben Halbwertszeiten von 260.000 bis 2,x Mio Jahren.

Die müßten also schon weitgehend zerfallen sein in den 4.5 Mrd Jahren, oder es müßte später noch sehr starke Kernspaltungsraktionen Uran neu entstanden sein.

Wie ist das heutige vorhanden Uran entstanden ?


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Kommentar von MatthiasHerz
05.07.2016, 01:49

Tellur-128 hat eine Halbwertszeit im Bereich von 10^24 Jahren.

Es dauert also noch etwas, bis alle radioaktiven Elemente zu stabilen zerfallen sind.

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Kommentar von NoHumanBeing
05.07.2016, 02:02

Das Problem ist, dass immer wieder neuer Radioaktiver Müll ensteht.

Das Material, aus dem er "entsteht", war ja aber vorher auch bereits radioaktiv.

Die Radioaktivität wird ja nicht "mehr". Eher wird sie weniger, weil dem "Brennstoff" im Kraftwerk ja Energie entzogen wird. Das Material "reagiert sich ja ab" und sollte stabiler werden.

Das "Problem" bei der Nutzung der Kernenergie ist die Erzeugung von hochreinem Uran (oder anderen "Brennstoffen") mit dann entsprechend hoher Aktivität. Könnte man das Material wieder schön gleichmäßig auf ein großes Volumen verteilen, sollte es eigentlich kein Problem geben.

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Uran hat eine Halbwertszeit von etwa 4,4 Milliarden Jahren, also etwa das Alter der Erde. Damit praktisch nichts von einem radioaktiven Material übrig bleibt müssen etwa 10 Halbwertszeiten verhehen. Wir haben also noch ein bischen Zeit, bis alles Uran verschwunden ist.

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