Physik
Brom [bʁoːm] (griech. βρῶμος brômos ‚Gestank‘) ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Br und der Ordnungszahl 35. Im Periodensystem steht es in der 7. Hauptgruppe und gehört damit zusammen mit Fluor, Chlor, Iod, Astat und Ununseptium zu den Halogenen. Elementares Brom liegt unter Normbedingungen (Temperatur = 0 °C und Druck = 1 atm) in Form des zweiatomigen Moleküls Br2 in flüssiger Form vor. Brom und Quecksilber sind die einzigen bekannten Elemente, die unter Normbedingungen flüssig sind.
In der Natur kommt Brom nicht elementar, sondern nur in verschiedenen Verbindungen vor. Die wichtigsten Verbindungen sind die Bromide, in denen Brom in Form des Anions Br− auftritt. Die bekanntesten Bromide sind Natriumbromid und Kaliumbromid. Bromide sind ein Bestandteil des Meerwassers und besitzen einige biologische Funktionen.
LINK: https://de.wikipedia.org/wiki/Brom
RADIOAKTIVITÄT -
Mit Radioaktivität (lat. radius ‚Strahl‘ und activus ‚tätig‘, ‚wirksam‘; dt. Strahlungsaktivität) bezeichnet man die Eigenschaft instabiler Atomkerne, sich spontan in andere Atomkerne umzuwandeln und dabei ionisierende Strahlung auszusenden. Die Bezeichnung wurde 1898 erstmals vom Ehepaar Marie Curie und Pierre Curie für das 1896 von Antoine Henri Becquerel entdeckte Phänomen geprägt.[1][2]
Dieser Umwandlungsprozess wird auch als radioaktiver Zerfall oder Kernzerfallbezeichnet.
Atomsorten mit instabilen Kernen werden als Radionuklide bezeichnet.
Die beim Umwandlungsprozess frei werdende Energie wird in der Regel als α-, β- oder γ-Strahlung emittiert. Die Art der emittierten Strahlung, ihre Energie und die spezifische Aktivität sind für das jeweilige Radionuklid typisch und experimentell bestimmbar. Jede dieser Strahlungsarten ist für den Menschen – ebenso wie Höhen- und Röntgenstrahlung – ab einer bestimmten Dosis gefährlich und nicht direkt wahrnehmbar.
Nach einer für den radioaktiven Stoff charakteristischen Zeit, der Halbwertszeit, halbiert sich dessen Menge und somit auch dessen Aktivität und Strahlenemission; diese Halbwertszeit kann im Bereich von Sekundenbruchteilen bis hin zu Trillionen Jahren liegen.
Radionuklide kommen in der Natur vor, aber sie entstehen auch künstlich, z.B. in Teilchenbeschleunigern und Kernreaktoren, oder durch Kernwaffen.
Radioaktive Substanzen finden Anwendung zum Beispiel in Radionuklidbatterien und -Heizelementen zur Energieversorgung in der Raumfahrt sowie in der Nuklearmedizin und Strahlentherapie.
Weiterhin basiert die Altersbestimmung mittels der C14-Methode in der Archäologie auf dem radioaktiven Zerfall eines Kohlenstoffisotops.
LINK: https://de.wikipedia.org/wiki/Radioaktivit%C3%A4t
DEKONTAMINATION -
Dekontamination, in Österreich Dekontaminierung, Abkürzung: Deko, Dekon, ist das Entfernen von gefährlichen Verunreinigungen (Kontaminationen) von Personen, Objekten oder ungeschützten Flächen und gehört damit zum ABC-Schutz.
Die Gefährdungen können dabei radioaktiver, biologischer oder chemischer Natur sein.
In der Pharmazie werdenDesinfektionsmaßnahmen in Reinräumen Dekontaminationen genannt.[1]
LINK: https://de.wikipedia.org/wiki/Dekontamination
DEKONTAMOINATION von RADIOAKTIVITÄT -
Aber wie genau lässt sich radioaktiv belastetes Wasser eigentlich reinigen?
Prinzipiell stehen DREI VERFAHREN zur Verfügung - die je nach Art der radioaktiven Verseuchung unterschiedlich gut wirken.
1 METHODE) -
Beim sogenannten AUSFAELLEN (auch AUSFLOCKUNG) wird das Wasser mit einem löslichen ALUMINIUMSALZ versetzt.
Durch die Zugabe von Lauge verändert sich der PH-Wert der Flüssigkeit, wobei sich schwer lösliches Aluminiumhydroxid in Form von Flocken bildet.
Die FLOCKEN nehmen die radioaktiven SUBSTANZEN auf und werden ihrerseits mit Hilfe von Filtern aus dem Wasser geholt.
Die gefilterten Flocken müssen dann in einem Speichermedium gebunden werden, bis sie entsorgt werden können oder die Radioaktivität abgeklungen ist.
Bei der „LANDYSH“ werden die strahlenden Reste der chemischen Dekontaminierung zunächst in Beton gebunden und danach in ein Atommülllager transportiert.
2 METHODE) -
Eine andere REINIGUNGSMETHODE ist der sogenannte IONENAUSTAUSCH.
Dabei wird radioaktives Wasser über einen Ionenaustauscher etwa aus Kunstharz geleitet.
Dort befinden sich elektrisch geladene Plätze, an die Ionen gebunden werden können.
Die Technik nutzt dabei die Tatsache, dass IONEN mit einer höheren BINDUNGSNEIGUNG – wie etwa die des radioaktiven Elements Cäsium-137
– die schwächer bindenden WASSERSTOFF-IONEN verdrängen.
IONENAUSTAUSCHER werden vor allem in Kernkraftwerken eingesetzt, um dort radioaktive Substanzen aus dem Kühlkreislauf zu entfernen.
3 METHODE) -
Das DRITTE der gängigen VERFAHREN arbeitet mit KOHLEFILTERN.
Das belastete Wasser läuft durch ein mit AKTIVKOHLE versetztes Filtersystem.
Die poröse KOHLE bindet dabei vor allem JOD.
Es entsteht jedoch keine CHEMISCHE BINDUNG - vielmehr haftet das Jod aufgrund physikalischer Kräfte an der Kohle.
Der DEKONTAMINATIONSPROZESS ist aber mit dem beim Ausfällen (bzw. der AUSFLOCKUNG) vergleichbar.
Für andere radioaktive Elemente wie etwa Cäsium ist Aktivkohle weniger gut geeignet.
NEUES VERFAHREN -
An einem ganz neuen VERFAHREN arbeiten derzeit Wissenschafter der NORTHWESTERN UNIVERSITY in CHICAGO.
Sie wollen radioaktives STRONTIUMS, dass etwa beim ATIMUNFALL in TSCHERNOBYL in großer Menge freigesetzt wurde,
mit Hilfe von Algen aus dem Wasser holen.
In LABORVERSUCHEN konnten die Forscher um Versuchsleiter Derk Joester nachweisen, dass ALGEN der ART Closterium moniliferum Strontium aus dem Wasser aufnehmen und in Kristallform in ihren Zellen einlagern können.
Noch allerdings ist diese METHODE im Experimentalstadium: Für ihre Versuche nutzten die Wissenschaftler bislang nur nicht-radioaktive STRONTIUM-ISOTOPE.
Ob die Algen durch radioaktives Material möglicherweise geschädigt und so in ihrer „REINIGUNGSFUNKTION“ beeinträchtigt werden,
müssen weitere Experimente zeigen.
Für den Einsatz in FUKUSHIMA würde sich die Methode ohnehin nicht eignen. Dort wurde vor allem JOD und PLUTONIUM freigesetzt, radioaktives Strontium spielte bislang keine ROLLE.
Joester und sein Kollegen hoffen aber, in ZUKUNFT auch für diese SUBSTANZEN Reinigungsmethoden auf Algenbasis entwickeln zu können.
URAN - Isotop 238U
Uran (benannt nach dem Planeten Uranus) ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol U und der Ordnungszahl 92. Im Periodensystem steht es in der Gruppe der Actinoide (7. Periode, f-Block). Uran ist ein Metall, dessen sämtliche Isotope radioaktiv sind. Natürlich in Mineralen auftretendes Uran besteht zu etwa 99,3 % aus dem Isotop 238U und zu 0,7 % aus 235U.
Eine besondere Bedeutung erhielt Uran nach der Entdeckung der Kernspaltung im Jahre 1938: Das Uranisotop 235U ist durch thermische Neutronen spaltbar; es ist neben dem äußerst seltenenPlutonium-Isotop 239Pu das einzige bekannte natürlich vorkommende Nuklid, das zu einerKernspaltungs-Kettenreaktion fähig ist. Deshalb wird es in Kernkraftwerken und Kernwaffen als Primärenergieträger genutzt.
Uran(VI)-oxid wird mit Wasserstoff zu Urandioxid (UO2) reduziert.[23] Bringt man Urandioxid mit wasserfreiem Fluorwasserstoff zur Reaktion, so entstehtUrantetrafluorid, aus welchem schließlich durch Reduktion mittels Calcium oder Magnesium reines Uran gewonnen wird.
Uran kann generell durch die Reduktion von Uranhalogeniden mit Alkali- oder Erdalkalimetallen hergestellt werden. Ebenso kann auch eine Elektrolyse von KUF5 oder UF4 in geschmolzenem Calciumchlorid (CaCl2) / Natriumchlorid (NaCl) erfolgen. Sehr reines Uran kann durch die thermische Zersetzung von Uranhalogeniden an einem Glühdraht erzeugt werden.[24] Aus Urandioxid ist es u. a. durch Reduktion mit Calcium erhältlich.[25]
Uran ist aufgrund seiner Radioaktivität gefährlich und, wie die meisten Schwermetalle, chemisch giftig.
Chemisch gefährlich sind vor allem wasserlösliche Uranverbindungen, welche analog zu Blei, Cadmium und Quecksilbervorwiegend die Tubuli der Nieren schädigen.[57][58] Die Weltgesundheitsorganisation WHO empfahl 2003 – angesichts der Verwendung von abgereichertem Uran in Uranmunition – einen Grenzwert für die tägliche Aufnahme von löslichen Uranverbindungen von 0,5 μg/kg Körpergewicht, von 5 μg/kg für unlösliche Verbindungen und von maximal 1 μg/m3 in der Umgebungsluft bei Aufnahme über den Atemtrakt.[59] Bei oraler Aufnahme von Uran und -verbindungen werden dabei zwischen 0,2 und 2 %, beim Einatmen etwa 5 % resorbiert, der Rest über den Harn ausgeschieden.[59]
Seine Radioaktivität erzeugt Ionisierende Strahlung, welche Auslöser von Erbgutveränderungen – wie Mutationen – und nachfolgenden Krebserkrankungen sein kann. Die langlebigen Uranisotope sind α-Strahler, die im Fall einer Aufnahme in den Körper eine relativ hohe Strahlendosis zur Folge haben. Beim Umgang und Lagerung von Uran und seinen Verbindungen ist zu beachten, dass aus der Uran-Zerfallsreihen Folgeprodukte anwesend sind, die auch Beta- und durchdringende Gammastrahlen emittieren; daneben auch Radon, das als Gas seinen Weg überallhin findet.
LINK: https://de.wikipedia.org/wiki/Uran
BOR - B , Ordnungszahl 5
Bor ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol B und der Ordnungszahl 5. Im Periodensystemsteht es in der 3. Hauptgruppe oder Borgruppe sowie der zweiten Periode. Das dreiwertige, selteneHalbmetall kommt in Form seiner Sauerstoffverbindungen als Borax und Kernit angereichert in einigen abbauwürdigen Lagerstätten vor. Bor existiert in mehreren Modifikationen. Amorphes Bor ist ein braunes Pulver. Vom kristallinen Bor sind mehrere allotrope Modifikationen bekannt. Der (spätere) englische NameBoron für Bor weist auf seine Ähnlichkeiten mit Kohlenstoff, engl. Carbon hin.
Borverbindungen finden vielfältige Anwendungen in verschiedenen Industriezweigen. DieWaschmittelindustrie verwendet Borverbindungen wie Natriumperborat im großtechnischen Maßstab alsBleichmittel, die Glasindustrie nutzt Bor in Form seiner Boraxverbindungen für die Produktion von Gläsern und Keramiken mit hoher Chemikalienresistenz und Temperaturwechselbeständigkeit. Elementares Bor wird in der Halbleiterindustrie zur Dotierung verwendet. Borpolymere und -keramiken spielen eine Rolle für die Herstellung hochfester Leichtbau- und feuerfester Materialien. Als Borcarbid weist es eine hohe Härte auf und wird als Schleifmittel verwendet, zum Hartlöten werden Borverbindungen als Flussmittel genutzt. In derHydroborierung dienen Borreagenzien der Synthese organischer Feinchemikalien. Natürliches Bor besteht aus zwei stabilen Isotopen, von denen 10Bor für Neutroneneinfangreaktionen geeignet ist.
Borate weisen eine geringe Toxizität gegenüber Säugetieren auf, sind aber giftig für Gliederfüßer und werden als Insektizide verwendet. Borsäure wirkt schwach antimikrobiell und es sind natürliche, Bor enthaltenden Antibiotika bekannt. Bor ist ein möglicherweise essentielles Spurenelement. In derLandwirtschaft verbessert die Bordüngung die Stabilisierung der pflanzlichen Zellwände und spielt eine wichtige Funktion bei der Zellteilung, Zelldifferenzierung, Zellstreckung und Gewebebildung der Pflanzen sowie im Nukleinsäurestoffwechsel, der Eiweißsynthese und beim Energiestoffwechsel.