Wie kann man kernphysikalische Vorgänge von chemischen Reaktionen phänomenologisch unterscheiden?

7 Antworten

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Bei einer Kernreaktion enstehen genau wie bei einer chemischen Reaktion neue Stoffe, bei einer Kernreaktion entsteht aber ein neues Element.

Wenn du nun keine Möglichkeiten der Messung hast, nur deine Sinne, dann ist es Zufall, ob du den Unterschied bemerkst.

Kernreaktionen laufen in der Regel um einige Größeordnungen langsamer ab als chemische Reaktionen. Selbst das Rosten von Eisen hat eine millionenfach höhere Umsatzrate als eine normale Kernreaktion. Die einzige Möglichkeit wäre, dass ein Stoff entsteht, der bestimmte, vielleicht metallische Eigenschaften hat, oder wenn zum Beispiel Chlor bei einer Kernreaktion entseht etc. Ich halte es aber ausgeschlossen, dass bei den langsamen Umsatzraten du hier was feststellen wirst.

p.s. Aus diesem Grund nimmt man in der Chemie als Einheit für die Umsatzrate ja auch mol/s, bei Kernphysik aber Zerfälle pro Sekunde , gemessen in Bequerel.

Schöne Ideen, lks72, vielen Dank! inzwischen habe ich von einem Bekannten noch eine andere Erklärung gefunden, die immer funktioniert: Kernreaktionen können durch äußere Faktoren wie Temperatur oder Druck nicht in ihrer Geschwindigkeit beeinflusst werden sondern sind strikt abhängig von der Zeit (solange man nicht neue ionisierende Strahlung anwendet etc.) Aber, wie gesagt,danke für deine wertvollen Gedanken, ich werde sie mir merken ;-)

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@ROSAROT2007

Bitte. Allerdings sind Kernreaktionen genau wie chemische Reaktionen von Druck und Temperatur abhängig. Die Reaktionsrate in der Sonne ist so klein (0,01 Watt / Liter), weil es im Inneren der Sonne so kalt ist. Auf der Erde bräuchte man für die Kernfusion wesentlich höhere Temperaturen, damit man eine vernünftige Ausbeute erhielte.

Und genau wie chemische Rekationen kann man Kernreaktionen mit Katalysatoren beschleunigen, zum Beispiel mit langsamen Neutronen bei der Kernspaltung.

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@lks72

aber in der Sonne haben wir eine Kernfusion, keinen Kernzerfall... und da habe ich mich wirklich nicht so klar ausgedrückt - denn darum ging es mir eigentich, also um natürlich vorkommende Vorgänge - aber mit den Neutronen hast du natürlich Recht... - Spannendes Thema, Danke für deine Ideen!

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@ROSAROT2007

Kein Problem. Ich meinte ja nur, weil du nach den chemischen Reaktionen direkt im Anschluss in deiner Frage das Wort Kernreaktionen benutztest.

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Ich würde sagen eine Kern Reaktion und chemische Reaktion kann man an der Energie unterscheiden. Wo bei der einen riesige Mengen frei werden, werden es bei der chemischen nur Teile sein.

Der wesentliche und auffälligste Unterschied liegt, wie bereits andere (v.a. dongodongo) in der Energieskala. Chemie findet bei oder unter einem eV statt, Kernphysik typischerweise im keV- bis MeV-Bereich, also mit tausend- bis millionen­fachen höherem Energieumsatz.

(Deshalb baut man ja auch Atombomben und nimmt kein Dynamit, wenn man anderen richtig weh tun will.)

Dieses Kriterium kann schon mal versagen, denn auch Kern­reaktionen können ausnahms­weise mal bei sehr niedriger Energie ablaufen. Wenn man im Zweifel ist,muß man eben die Atome nachzählen, ob von jeder Sorte noch gleich viele da sind wie am Anfang („und er zählte die Protonen seiner Lieben“).

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik

Warum möchtest du alles in eine Schublade stecken?

Wie du festgestellt hast haben Kernreaktionen sowohl Merkmale von chemischen Reaktionen als auch Merkmale rein physikalischer Vorgänge. Daraus ergibt sich ein Grenzgebiet der beiden Wissenschaften und möchte man es unbedingt einer der beiden Wissenschaften zuordnen, dann vernachlässig man eine Komponente die vielleicht irgendwann mal wichtig sein könnte.

Nehm diese Phänomene einfach so wahr wie sie sind, nämlich Stoffänderungen, die über die reine Chemie hinaus gehen.

Wenn du einen Nachweis auf Stoffebene suchst, dann ist der chemische Nachweis schon der richtige Ansatz. Entsteht bei einer Kernfusion aus verschiedenen Wasserstoffisotopen Helium, dann reagieren die Wasserstoffisotope im chemischen Sinne anders, als dein Reaktionsprodukt der Kernfusion, also Helium.

Gelänge dir die kalte Kernfusion von Nickel zu Kupfer (http://www.faz.net/aktuell/wissen/physik-chemie/kalte-fusion-ein-italienisches-energiemaerchen-11107180.html), dann könntest du auch hierbei im Vorfeld chemische Nickelnachweise durchführen und im Anschluss eben positiv auf Kupfer testen.

Und ansonsten gilt bei kernphysikalischen Prozessen wohl immer... es sollte mindestens während der Umsetzung Strahlung messbar sein.

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