Strahlungsquellen und Minerale

© Roman Beyer 26.12..2008


Wer Tippfehler findet, darf sie gern behalten. Ich schreibe generell OHNE elektronische Rechtschreibprüfung.

An dieser Stelle möchte ich einige natürliche Strahlungsquellen vorstellen, die für kleine Experimente durchaus sinnvoll sein können. Es sollte aber mit den unten angeführten Mineralien und Stoffen die Schmerzgrenze für das "Heimlabor" erreicht sein. Andere Aktivitäten sind für kleine Experimente nicht notwendig und auch von der Gefahr her nicht zu verantworten!
Dennoch bergen die u.a. Stoffe ebenfalls genügend Gefahrenpotential und ich möchte es nicht versäumen, darauf hinzuweisen.

Generell gilt für alle strahlenden Minerale, dass sie in jedem Fall sicher vor unbefugtem Zugriff und vor allem für Kinder unzugänglich untergebracht sind. Viele Minerale bilden Stäube, deren Inhalation oder Inkorporation ernsthafte Schäden zur Folgen haben kann! Auch Abrieb dieser Mineralien kann an den Händen haften bleiben. Darum sollte man offene Minerale nur mit Latex-Handschuhen anfassen und ggf. einen Mundschutz tragen. Dass essen und trinken bei solchen Arbeiten tabu sind und die Hände danach gründlich gewaschen werden, sollte selbstverständlich und logisch sein. Auch die Werkzeuge werden nach Benutzung abgewaschen. Werkzeuge und Arbeitsplatz sollten auch mit einem guten Kontaminationsmesser nach getaner Arbeit untersucht werden.

Logisch dürfte und sollte auch sein, dass man nicht Unmengen an radioaktiven Mineralien hortet. Man muss sich vor der Anschaffung überlegen, wie man diese Sachen unterbringt. Kleinere Stücken Pechblende (z.B. 4x Streichholzkopf) kann man einfach in einer Sammlerdose (am besten in einer abgeschlossenen Vitrine) lagern. Größere Stücken müssen dann sinnvoller Weise schon in einem Bleibehälter gelagert werden. Dass man sowas nicht ins Schlafzimmer, Kinderzimmer oder in die Küche stellt, sollte auch klar sein. Abstand ist der beste Strahlenschutz!

Uraninit, z.B. besteht im Schnitt zu 88% aus Uran, welches wiederum zu 99,3% aus 238U und zu 0,7% 235U besteht. Beides sind α-Strahler und diese α-Strahlung lässt sich schon mit einem Blatt Papier, besser aber noch mit einer Acrylglasplatte abschirmen. Selbst die Hautschuppen bilden schon einen guten Schutz. Dennoch birgt die α-Strahlung eine enorme Gefahr, da die Reichweite zwar wesentlich geringer ist und nur im Bereich einiger cm liegt, aber dafür ist sie energetisch gesehen deutlich höher angesiedelt als z.B. die Gamma-Strahlung und die biologische Wirksamkeit in lebendem Gewebe ist somit um den Faktor 20 höher als bei Gamma-Strahlung. Das heißt: Höherer Energieumsatz auf kleinerem Raum. Darum sind α-Strahler so gefährlich beim Verschlucken oder Einatmen.
Aber jede Korpuskularstrahlung - und dazu zählt die α- und β-Strahlung - hat i.d.R. eine Gamma-Emission zur Folge, die aus dem angeregten Zustand des Kerns nach einem Zerfall resultiert. Dieser Energieüberschuss wird in Form von  Gamma-Quanten abgegeben. Und diese müssen wir halt mit Blei abschirmen. Die weiter unten beschriebenen, etwas größeren Stücke lagere ich in einem Bleibehälter mit gut 2cm Wandstärke.  
Unabdingbar ist auch eine Beschriftung, zumindest mit dem Hinweis auf die Radioaktivität. Ich will ja nichts beschwören, aber es kann ja doch mal sein, dass man auf die Schnelle den Löffel abgibt. Dann tappt der Nachlassverwalter nicht im Dunklen und verstreut das Zeug womöglich noch als Erbmasse unter den Leuten.


Hier noch einige interessante Links zum Thema:
Nuklidkarte    etwas gewöhnungsbedürftig, aber mit sehr vielen Informationen
Kernphysik    Ausführliches zum Thema Kernphysik
Gamma-Strahlung Animation zur Entstehung der Gamma-Strahlung
Allgemeines Allgemeines zur Radioaktivität. Kurz und bündig erklärt...
Mineralienatlas   Alles über Mineralien
MinDat    dto.
Webmineral    dto.
PSE Periodensystem
Nuklidkarte Angaben in der Nuk-Karte gut erklärt und kleines Programm zum Herunterladen



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Um wirklich einfache Experimente zu machen und vielleicht mal einen Geigerzähler zu testen, reicht schon Pottasche aus. Pottasche gibt es in jedem Supermarkt für ein paar Cent und enthält das natürliche Isotop 40K. Die Aktivität ist nicht berauschend, hebt sich aber deutlich vom Nulleffekt ab. Damit kann man schon was anfangen. Besondere Schutzmaßnahmen sind hier wg. dem recht  geringen Anteil von 0,012% 40K am Gesamtgewicht nicht notwendig. Außerdem nimmt man es ja normalerweise zum Backen. :-)

Pottasche



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Irgendwann hatte ich mal das Glück, auf einem Flohmarkt ein paar alte Glühstrümpfe für Petroleumlampen zu ergattern. Das ist ein mit Thoriumnitrat getränktes Stoffnetz zur Verstärkung der Leuchtkraft. Mittlerweile ist die Herstellung und der Import solcher radioaktiven Glühstrümpfe in Deutschland verboten. Hin und wieder findet man sowas aber noch in alten Gas- oder Petroleumlampen.
So ein Glühstrumpf ist hervorragend als Prüfstrahler geeignet.


Glühstrumpf

Damit ich beim Hantieren mit diesem Glühstrumpf das Thorium nicht immer an den Händen habe, steckte ich einen solchen Strumpf in ein kleines Plastikröhrchen und verklebte es. Vorher habe ich an der Unterseite den Plastikkörper etwas plan angefeilt, so dass er an einer kleinen Stelle nur noch hauchdünn war (Dichtigkeit mit wasser getestet). Danach habe ich den Strumpf  ins Röhrchen gesteckt und mit Kleber versiegelt. So kann man recht gefahrlos damit hantieren, ohne sich immer wieder Handschuhe anziehen zu müssen.

Prüfstrahler

Im rechten Röhrchen ist der Glühstrumpf zu sehen. Als eine meiner letzten Auktionen bei EBAY (mittlerweile kaufe ich nur noch bei HOOD) habe ich ein winziges Stück Uraninit (Pechblende) erworben. Diesen Krümel habe ich auf die gleiche Weise im linken Röhrchen untergebracht. Damit kann man nun schon etwas anfangen und auch mal eine Nebelkammer testen. Das gibt sehr schöne Spuren von α- und β- Teilchen. 235U und 238U sind α-Strahler. Die Zerfallsprodukte können aber auch β- Strahlung abgeben.



Prüfstrahler
Lagerung der Prüfstrahler


Auf dem linken Bild sind nochmal Prüfstrahler mit 2x Uraninit und 1x Uranocircit zu sehen. So wie auf dem rechten Bild sind diese Strahler vernünftig gelagert. Der massive Bleibehälter bietet guten mechanischen Schutz und einen völlig ausreichenden Schutz gegen die Strahlung. Beschriftung nicht vergessen!


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 Ebenfalls bei HOOD habe ich dieses Stück Uraninit (Pechblende) auf rotem Schiefer erworben. Es stammt lt. Beschreibung aus dem Schacht 371 bei Hartenstein. Ich finde dieses Stück so interessant weil sich die Pechblende hier sehr schön als Blasenerz zeigt. Diese Form der Pechblende ist mechanisch recht stabil und bildet ohne mechanische Belastung nur wenige bis keine Stäube oder Abrieb.
Weitere Links hier und hier.


Pechblende
Pechblende


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Ein weiteres, sehr schönes Stück, Pechblende auf Dolomit (Schacht 38 Bad Schlema) habe ich ebenfalls bei HOOD erworben. Nur war das Stück etwa faustgroß, so dass ich es brechen musste. Dazu habe ich es in 2 - 3 Kleine Plastiktüten gelegt und mit einem großen Hammer und einem kräftigen Schlag geteilt. Die Spuren der Pechblende liegen hier aber nicht als festes Blasenerz vor, sondern als bröselige und krümlige bis staubige Masse. Darum ist diese Form der Pechblende für Versuche nicht geeignet. Also Vorsicht!

Pechblende aud Dolomit
Pechblende auf Dolomit
Pechblende auf Dolomit
Pechblende auf Dolomit

Pechblende auf Dolomit



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Als letztes schönes Stück habe ich bei HOOD einen stattlichen Brocken Uranocircit auf Baryt (BergenVogtl./Sachsen) ersteigert. Die Eigenschaft des Fluoreszierens faszinierte mich derart, dass ich da nicht widerstehen konnte. Allerdings ist auch Uranocircit mechanisch nicht belastbar und bildet schnell Stäube und Abrieb! Für Versuche nur gekapselt geeignet.

Uranocircit auf Baryt
Uranocircit auf Baryt
Uranocircit auf Baryt
Uranocircit auf Baryt
Uranocircit auf Baryt
Uranocircit auf Baryt



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